CAP1. Introduccion a Los Riesgos Geologicos Litorales

Métodos en Teledetección Aplicada a la Prevención de Riesgos Naturales en el Litoral

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INTRODUCCIÓN A LOS RIESGOS GEOLÓGICOS LITORALES

I.D. Correa1, O. Ferreira2 y J. Alcántara-Carrió3

1Área de Ciencias del Mar, Dpto. de Geología. Univ. EAFIT. Medellín, Colombia. [email protected] 2IMAR. Campus de Gambelas. Faro (Portugal). [email protected] 3Dpto. Ciencias Básicas y Oceanografía. Univ. Católica de Valencia. Valencia, España [email protected] INTRODUCCIÓN

Hace tan sólo 25 años surgió un nuevo principio fundamental de la

Geología, el principio de la simultaneidad de eventos (Hsü, 1983). Dicho principio afirma que la historia geológica de la Tierra se ha caracterizado por un cambio gradual y pausado a lo largo de grandes periodos, pero dichos periodos han sido interrumpidos por eventos bruscos y de gran magnitud, que han afectado simultáneamente a todo el planeta.

La importancia de este principio radica en que logra armoniza las teorías del Gradualismo pausado y el Catastrofismo. El Gradualismo pausado (Lyell, 1830-1833) está basado en los principios del uniformismo y actualismo (Hutton, 1795; Playfair, 1802). Por su parte, el Catastrofismo (Cuvier, 1825) se fundamenta en las evidencias científicas de procesos naturales que han causado cambios drásticos en la historia de la Tierra, su morfología y la evolución de la vida en ella. Las ideas catastrofistas suponían una visión más acorde con la tradición y el pensamiento dominante durante siglos en la civilización occidental, pero una vez que el Gradualismo pausado se impuso a principios del siglo XIX, estas ideas quedaron relegadas a un segundo plano. El principio de la simultaneidad de eventos, al lograr el equilibrio entre ambas teorías, supone un cambio muy importante en la visión de los procesos naturales, su frecuencia e intensidad.

Pero el hombre no sólo ha de convivir con la amenaza que suponen los eventos extremos de origen natural, sino que la propia actividad humana genera cambios en los procesos naturales y crea así nuevas situaciones de riesgo. Este hecho es más evidente desde el inicio de la revolución industrial, que supuso un salto cualitativo fundamental en la explotación de los recursos naturales, tan sólo comparable al dominio del fuego en el Paleolítico, o el paso del hombre nómada a sedentario en el Neolítico, con el desarrollo de la agricultura. Así, en la actualidad se ha producido un cambio generalizado de todos los procesos naturales debido a una demanda de recursos (alimentos, energía y materias primas) cada vez más intensa, hasta llegar a un desarrollo claramente insostenible. La sobreexplotación y el riesgo de agotamiento de los recursos naturales se ponen de manifiesto al observar que el agua potable

Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo

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ha pasado en las últimas décadas de considerarse un recurso renovable a no renovable, debido al aumento de la demanda, la contaminación y la sobreexplotación de los acuíferos.

Las actividades humanas afectan en la actualidad, directa o indirectamente, a todos los ambientes naturales, con acciones a nivel local que tienen repercusiones en los procesos a escala planetaria. Al conjunto de estos cambios a escala planetaria inducidos por la acción humana se le ha llamado cambio global. El aumento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera desde la revolución industrial y el consiguiente sobrecalentamiento de la atmósfera al intensificarse el efecto invernadero son el detonante del cambio climático que vivimos en la actualidad. Por tanto, el cambio climático es sólo uno de los muchos aspectos del cambio global. El desarrollo de la sociedad obliga a intensificar esfuerzos para reducir los daños por las catástrofes naturales y medioambientales.

La metodología habitual en la lucha contra los riesgos naturales consiste, en primer lugar, en identificar los fenómenos que suponen una amenaza para el hombre y evaluar su peligrosidad. A continuación, se evalúa la vulnerabilidad del hombre ante dichos fenómenos. La magnitud de los riesgos se obtiene entonces al combinar el estudio de las amenazas con la vulnerabilidad de la población. Finalmente, se diseñan las medidas para hacer frente al riesgo analizado, así como a la catástrofe cuando ésta se produce. Para desarrollar esta metodología, además del cambio conceptual, ha sido de gran ayuda el gran avance tecnológico de las últimas décadas en herramientas informáticas, instrumentos de medida y sistemas de teledetección.

Este primer manual de la Red Iberoamericana en Teledetección Aplicada a la Prevención de los Riesgos Geológicos Litorales trata precisamente de la metodología para identificar las amenazas naturales, centrándose fundamentalmente en la aplicación de técnicas de teledetección. Dentro de los sistemas de teledetección o sensores remotos se incluyen tanto aquellos que exploran la corteza terrestre desde la atmósfera, mediante satélites o sensores aerotransportados (fotografía aérea, LIDAR) como otras técnicas, también de medición indirecta, empleadas en la geofísica terrestre y marina (acústica, sísmica, tomografía eléctrica, etc.). Una copia digital de este manual se encontrará próximamente disponible en dicha web.

Esta red se enmarca en el área de “desarrollo sostenible, cambio global y ecosistemas” del Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo (CYTED, www.cyted.org), promovido por la Cumbre de Jefes de Estado y de Gobierno de los Países Iberoamericanos. Dentro de este área, la CYTED también promueve en la actualidad redes de trabajo en temas como el monitoreo y pronóstico de fenómenos hidrometeorológicos, la evaluación de peligros, la gestión de riesgos y desastres derivados de los movimientos


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de masas en taludes y laderas inestables, y el uso de tecnologías espaciales para la evaluación, monitoreo y manejo de desastres naturales en la agricultura.

En este primer capítulo del manual se presenta una revisión conceptual de los términos empleados en el análisis de los riesgos naturales, como paso previo a la descripción de las metodologías. En este sentido, resulta también muy útil el glosario para la evaluación de riesgos compilado por Nadim (2005) para la International Society of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. AMENAZAS NATURALES Y ANTRÓPICAS Amenazas o eventos potencialmente dañinos para el hombre

Una amenaza se puede definir como la probabilidad de ocurrencia en un lugar y periodo de tiempo determinado de un evento dañino para el hombre, ya sea de origen natural o antrópico (UNDRO, 1980). Los eventos extremos sólo se consideran amenazas si pueden producir efectos negativos sobre el hombre o sus actividades. Así, una erupción volcánica en una isla deshabitada del Pacífico, si no afecta a ninguna población o a sus actividades, es sencillamente un fenómeno natural, pero no una amenaza.

Las amenazas de origen natural están relacionadas con el clima (procesos meteorológicos y oceanográficos), la tectónica terrestre o los procesos cósmicos. Las primeras incluyen precipitaciones intensas, huracanes, tornados, tormentas, tormentas de arena, temporales, sequías, incendios, olas de calor y frío y subida del nivel medio del mar. Por su parte, las amenazas de origen geotectónico hacen referencia, a erupciones volcánicas, terremotos y maremotos, la subsidencia, los deslizamientos, plegamientos y fallas (Bryant, 2005). Finalmente, las amenazas de origen cósmico incluyen el impacto de meteoritos y las tormentas solares.

Por su parte, las amenazas de origen antrópico hacen referencia a actividades como la deforestación, la contaminación, la destrucción de la biodiversidad o el cambio climático. No obstante, cada vez resulta más difícil diferenciar entre las amenazas de origen natural y las inducidas por el hombre, ya que es evidente que el hombre modifica los procesos naturales. Por ejemplo, la deforestación favorece los deslizamientos del terreno y las obras de ingeniería en la costa inducen fenómenos de erosión en las playas. Peligrosidad de las amenazas

Una vez identificada la existencia de una amenaza para el hombre, es necesario evaluar la distribución geográfica de su peligrosidad, la cual se


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mide como la probabilidad de que ocurra en una zona concreta un fenómeno de una determinada intensidad. Por tanto, la peligrosidad depende de dos factores intrínsecos al propio fenómeno: su magnitud y su frecuencia de ocurrencia.

Respecto al primer factor, a mayor energía del fenómeno, mayores son los efectos negativos y, por tanto, mayor es su peligrosidad. Así por ejemplo, cuanto se intensifica la velocidad del viento en una tormenta o la altura de ola en un temporal, aumenta su peligrosidad. La energía de un evento es una medida de su peligrosidad.

Atendiendo a su frecuencia de ocurrencia, la peligrosidad de las amenazas se clasifica en posible (evento que nunca ha ocurrido pero la información disponible no permite descartar su ocurrencia), probable (evento ya ocurrido en el lugar o en condiciones similares) e inminente (evento detectable o evidente).

La probabilidad de los eventos ocurridos previamente se evalúa calculando su periodo de retorno por métodos estadísticos, es decir, el intervalo de años en el cual ocurre un evento de una determinada magnitud. Sin embargo, las amenazas no se manifiestan de manera cíclica o periódica y predecir con exactitud su próxima ocurrencia, ya sea por métodos estadísticos o deterministas, es una tarea difícil e incluso imposible en muchos casos, tanto si se trata de amenazas asociadas a fenómenos climáticos, como tectónicos, cósmicos o inducidas por el hombre. La incertidumbre al predecir la ocurrencia de una amenaza es un aspecto a considerar al evaluar su peligrosidad.

La peligrosidad de las amenazas también depende de la susceptibilidad del territorio, es decir, su tendencia o predisposición a ser afectado por una determinada amenaza, en función de sus características naturales. Por ejemplo, el daño de los temporales en la costa depende de su orientación (expuesta o protegida respecto a la dirección de aproximación del oleaje) y de la anchura de la plataforma, así como de las características del sedimento (tamaño de grano, densidad, forma, grado de cohesión) o la litología de los acantilados (materiales estratificados o masivos, sanos o alterados, con buzamiento horizontal, hacia mar o hacia tierra, etc.). VULNERABILIDAD, RIESGO Y CATÁSTROFE

Tal como se indicaba anteriormente, el criterio para que un proceso sea considerado una amenaza depende de que se produzcan pérdidas materiales o personales. Pero esto no sólo depende del propio evento, sino también de la vulnerabilidad de los elementos amenazados, entendiendo como tales


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elementos: la población, sus propiedades y actividades económicas, los servicios públicos y las infraestructuras.

Por tanto, la vulnerabilidad de un elemento o conjunto de elementos es el grado de pérdida o daños que cabe esperar si se produce un fenómeno de una magnitud determinada. La vulnerabilidad depende de las características socio-económicas (densidad de población, ubicación de los elementos y grado de exposición, renta per cápita, educación, medidas preventivas, etc.) de los elementos humanos. La vulnerabilidad se mide en una escala entre 0, si no se producen daños, y 1 en caso de pérdida total (Varnes, 1984).

Combinando todo lo anterior, surge el concepto de riesgo, el cual representa la probabilidad de que se produzcan pérdidas humanas o materiales debido a la ocurrencia de un evento catastrófico. Por tanto, la evaluación del riesgo implica evaluar las pérdidas totales (personas afectadas, muertes y daños materiales) para un evento con un grado de peligrosidad determinado y expresado en términos de probabilidad. Dicho de una manera práctica, el riesgo es el resultado de multiplicar la peligrosidad de la amenaza por la vulnerabilidad. Teniendo en cuenta que la peligrosidad de una amenaza de determinada intensidad se puede expresar como una probabilidad (entre 0 y 1), y la vulnerabilidad también se puede expresar entre 0 y 1, la magnitud de un riesgo se puede expresar como una probabilidad, variando entre 0 y 1.

Un desastre (o catástrofe) se presenta cuando finalmente acontece un evento que obliga a los habitantes de una población a abandonar sus viviendas y lugares de trabajo. Un desastre ocasiona muertes, heridos y pérdidas de bienes materiales o productivos, y deteriora la calidad de vida de la población o pone en peligro su patrimonio (Wilches-Chaux, 1998). El desastre no es el fenómeno en sí, sino los efectos nocivos que produce en la población.

Los riesgos y desastres, al igual que las amenazas que los producen, se clasifican según su origen, intensidad y duración, pero también se pueden clasificar según sus efectos. Los efectos primarios son los daños originados directamente por la ocurrencia del evento, mientras que los efectos secundarios son aquellos que se presentan a largo plazo, consecuencia indirecta del evento y que pueden ser incluso de carácter permanente.

Atendiendo a la intensidad de sus daños, las catástrofes más importantes son las inundaciones, seguidas de los huracanes (ciclones tropicales), sequías y terremotos. Esta clasificación varía ligeramente en función de si se consideran los daños según el número de muertes o en función de las pérdidas materiales (Fig. 1).

La lucha contra las catástrofes se basa en establecer las medidas de: i) prevención, para predecir la peligrosidad de la amenaza, ii) mitigación, para reducir la vulnerabilidad, iii) alerta, con los sistemas de aviso, evacuación y preparación para el desastre, iv) respuesta, que implica el salvamento de


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personas y defensa de otros elementos durante el desastre, y v) corrección de daños, es decir la reconstrucción e inversiones en mejoras tras el desastre (Bedoya et al., 2006). El análisis de decisiones permite seleccionar las medidas idóneas para reducir el riesgo hasta valores aceptables, logrando una buena relación entre beneficios y coste de las medidas, la protección y mejora del medio ambiente y, sobre todo, la máxima seguridad posible para la población.

Fig. 1. Magnitud de los desastres naturales según la distribución porcentual de muertes (sup.) y los daños materiales (inf.) según Rubiera (2005).

La elaboración de mapas de peligrosidad de las amenazas, de

vulnerabilidad y de riesgo es el instrumento fundamental para incorporar los riesgos a los procesos de ordenación y gestión del territorio y, por tanto, para el desarrollo de una política de prevención y corrección (Díaz de Terán, 1996).

Terremotos 10%

Otros 6%

Inundaciones 32%

Sequías 22%

Ciclones Tropicales 30%

Inundaciones 32%

Otros 6%

Terremotos 10%

Sequías 22%

Ciclones Tropicales 30%

Tormentas 7%

Deslizamientos 8%


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RIESGOS GEOLÓGICOS EN EL LITORAL Delimitación de la franja litoral

Desde un punto de vista físico o geológico, el litoral es aquella franja cuya morfología, dinámica y evolución está controlada por la interacción de los agentes marinos (oleaje, mareas y corrientes) y continentales (viento, ríos y glaciares). La evolución de los litorales depende también de la acción de procesos gravitacionales (isostasia, deslizamientos y derrumbamientos) asociados a la tectónica de placas (actividad volcánica, sísmica y diastrófica) y de procesos geoquímicos (meteorización física y química de las rocas y sedimentos). La influencia de los seres vivos (bioerosión y bioconstrucción) es especialmente determinante en la configuración y evolución de los litorales en latitudes bajas y medias. Además, debe incluirse de manera muy especial, la acción directa e indirecta del hombre como factor principal de muchas modificaciones litorales, especialmente a lo largo de las costas desarrolladas. Por todo lo anterior, la costa es un medio esencialmente dinámico, con una gran diversidad de morfologías y un transporte de sedimentos muy intenso.

Por otra parte y desde una perspectiva ecológica, el litoral es la franja donde la interacción de gran diversidad de procesos marinos y terrestres genera las condiciones propicias para la presencia de un gran número de ecosistemas específicos, con una gran producción biológica y biodiversidad. Estos ecosistemas son áreas de reproducción, alimentación, cría y/o desarrollo de muchas especies y se caracterizan por su alta sensibilidad a los cambios en los parámetros ambientales; una vez degradados, su recuperación resulta difícil en extremo.

Atendiendo a los aspectos socioeconómicos, el litoral es la franja donde el hombre realiza actividades relacionadas con la presencia o proximidad del mar, incluyendo las poblaciones y territorios colindantes dedicados a la pesca, las actividades portuarias, el turismo, la industria y la agricultura. Administrativamente, la costa puede incluir toda una provincia o cuenca fluvial, y llegar hasta 12 o incluso 200 millas náuticas hacia mar abierto. Por tanto, desde esta perspectiva, la costa o el litoral se extienden por lo general mucho más allá de los límites que puedan trazarse exclusivamente con criterios geomorfológicos o ecológicos.

La lucha contra los riesgos geológicos en el litoral debe integrar estas tres visiones y, por tanto, es necesario hacer referencia al litoral en su sentido (y extensión superficial) más amplio posible (Fig. 2).


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Fig. 2. Esquema general de la franja Litoral (Correa, 2006).

El aprovechamiento intensivo y las intervenciones antrópicas en los últimos siglos conllevan tremendas presiones ambientales sobre el litoral. La construcción de puertos, instalaciones industriales, represas, carreteras, edificaciones, etc. ha modificado en muchos casos la intensidad y dirección de los procesos naturales, generando nuevas amenazas. De hecho, la evolución actual de muchos litorales del mundo está más controlada por los efectos de las actividades antrópicas que por el curso de los procesos naturales (Fig. 3).


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CLIMA

BALANCE DE SEDIMENTOS

PROCESOS COSTEROS

ACTIVIDADES HUMANAS

NIVEL RELATIVO DEL MAR

CLIMA


PROCESOS COSTEROS

ACTIVIDADES HUMANAS


Fuentesdescarga de ríoserosión de linea decostatransporte hacia la playaprocesos eólicos

Pérdidasacreción costerapor tormentacanales de mareasestructuras costerasprocesos eólicostransporte hacia plataformaextracción de recursos

temperaturaevapo-transpiraciónprecipitación olas

corrientes de deriva litoralmareasvientotormentasdescarga de ríos

Subsidencia tectónicasubsidencia por compactacióncambios eustáticos del nivel del marcambios seculares del nivel del mar

Construcción de víasalteración de dunasextracción de aguas subterráneasdesarrollo de cuencas fluvialesestructuras costerasdragadomantenimiento de playasmovimiento de tierra

CLIMA


PROCESOS COSTEROS

ACTIVIDADES HUMANAS


CLIMA


PROCESOS COSTEROS

ACTIVIDADES HUMANAS


Fuentesdescarga de ríoserosión de linea decostatransporte hacia la playaprocesos eólicos

Pérdidasacreción costerapor tormentacanales de mareasestructuras costerasprocesos eólicostransporte hacia plataformaextracción de recursos

temperaturaevapo-transpiraciónprecipitación olas

corrientes de deriva litoralmareasvientotormentasdescarga de ríos

Subsidencia tectónicasubsidencia por compactacióncambios eustáticos del nivel del marcambios seculares del nivel del mar

Construcción de víasalteración de dunasextracción de aguas subterráneasdesarrollo de cuencas fluvialesestructuras costerasdragadomantenimiento de playasmovimiento de tierra

Fig. 3. Factores de cambio de la franja litoral (modificado de Morton, 1977).

En este contexto, no es difícil entender que el litoral (con su zona terrestre y fondos marinos adyacentes) sea la franja más cambiante del planeta: en el litoral el cambio es la regla y la estabilidad es la excepción.

Amenazas naturales y catástrofes en el litoral

En las regiones litorales es donde impacta el oleaje de los temporales y maremotos, y donde muestran su mayor virulencia los huracanes, entre otras amenazas. Así mismo, en el litoral se concentra la mayoría de la actividad sísmica y volcánica de las zonas emergidas, más concretamente en los márgenes continentales activos (p. ej. Cordillera de los Andes) y los archipiélagos volcánicos, tanto en los arcos islas de borde de placa (p. ej. Islas del Caribe), como en las islas volcánicas asociadas a puntos calientes de intraplaca (p. ej. Islas Canarias) o de borde de placa (p. ej. Islandia).

El terremoto y posterior tsunami que asoló Lisboa en 1755, el terremoto-maremoto que asoló la costa Pacífica de Colombia en 1979, o los efectos del huracán Ike sobre Haití y Cuba en 2008 son algunos de los muchos ejemplos que justifican la necesidad de sistematizar los estudios climáticos, oceanográficos y geológicos a lo largo de todo el mundo. Estos estudios son básicos para analizar las amenazas, vulnerabilidades y riesgos litorales.


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El litoral está expuesto a grandes catástrofes por eventos puntuales, como los anteriormente citados, pero también a otros de carácter ya permanente en la mayoría de las zonas, como son las inundaciones por la subida del nivel del mar y la erosión costera. En el nuevo contexto del cambio climático, estas amenazas crónicas implican ya, y más aun en el futuro, la desaparición de grandes extensiones de terrenos bajos, con los consiguientes daños y destrucción de propiedades, infraestructuras y recursos (campos de cultivo, aguas subterráneas, zonas turísticas, etc.). Las consecuencias socioeconómicas serán de la mayor importancia, y las decisiones que se tomen hoy con respecto al uso y desarrollo de los litorales determinarán en gran medida su magnitud e impactos.

Aumento de la vulnerabilidad en las zonas costeras

La población humana lleva cerca de un millón de años creciendo de modo exponencial (Cohen, 1995), no es algo nuevo de estos últimos siglos, pero gracias al desarrollo tecnológico se estima que en tan sólo 30 años (2000 a 2030) se pasará de 6.100 a más de 8.000 millones de habitantes.

En la actualidad, el 53% de la población mundial vive a menos de 200 km de la orilla del mar, y este porcentaje crece exponencialmente. La población mundial en zonas rurales está estabilizada, mientras que las zonas urbanas y especialmente las megalópolis (ciudades con más de 10 millones de habitantes) concentran todo este crecimiento. La mayoría de estas megalópolis se encuentran en la costa, como es el caso de Tokyo, la ciudad más grande del mundo con 35 millones de habitantes en 2005, Nueva York, Bombay, Sao Paulo o Lagos, la ciudad que más rápidamente crece en la actualidad (Organización de Naciones Unidas, 2007).

Este crecimiento demográfico acelerado implica la formación de grandes núcleos de pobreza marginales, sin agua potable ni sistemas de saneamiento, con edificaciones de pésima calidad desarrolladas sobre laderas inestables, en riberas inundables o incluso en vertederos y otras zonas contaminadas. Por todo ello, no es extraño que la mayor vulnerabilidad a los riesgos naturales se dé en el litoral, y especialmente en los países del tercer mundo o en vías de desarrollo. No obstante, los daños producidos por las inundaciones en la ciudad de Nueva Orleans al paso del huracán Katrina en 2005, con miles de personas que tres años después aun continúan como desplazadas, ponen de manifiesto que todos los países están expuestas a las catástrofes naturales.


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Aumento de los riesgos litorales

Las amenazas debidas a eventos extremos de naturaleza climática (inundaciones, sequías, huracanes, tornados, olas de frío y calor, etc.) han aumentado en los últimos años (Voigt, 2004; IPCC, 2007). Por el contrario, no existe ninguna razón para pensar que se vaya a intensificar la ocurrencia o intensidad de las amenazas de carácter geotectónico (erupciones volcánicas, terremotos, maremotos, fallas, etc.), relacionadas con la liberación de energía del interior de la Tierra. Sin embargo, en general, la vulnerabilidad de las zonas litorales ante dichas amenazas geotectónicas también está aumentando, debido a su crecimiento demográfico acelerado y la construcción de los núcleos de población pobre en las zonas más expuestas a inundaciones, deslizamientos, seísmos y maremotos. Por tanto, también los riesgos y desastres de carácter geotectónico serán mayores.

En suma, debido a que han aumentado tanto las amenazas naturales de origen climático como la vulnerabilidad de la población costera, los riesgos y desastres naturales en el litoral serán cada vez más dañinos y frecuentes.

EJEMPLO DE APLICACIÓN: LA EROSIÓN COSTERA

El balance sedimentario en la costa es el resultado de los procesos de erosión, transporte y sedimentación, debido a la acción de los agentes geológicos externos, tanto marinos como continentales, pero también de otros muchos factores que afectan a la dinámica litoral. Así por ejemplo, en el Caribe sur colombiano, con una intensa actividad neotectónica, la actividad del diapirismo-volcanismo de lodos ha controlado a largo y a corto plazo muchos de los cambios morfológicos costeros (Ramírez, 1959; 1969; Correa, 1990, Vernette et. al., 1992,) y ocasionado a la fecha nueve muertes relacionadas con manifestaciones (explosiones) violentas del fenómeno (Correa et al., 2005; Correa y Morton, 2009)

Una costa con un balance sedimentario próximo a cero indica que está los procesos de erosión y sedimentación están compensados, oscilando de forma dinámica en torno a una situación de equilibrio. Por el contrario, si el balance sedimentario es negativo indica que predomina la erosión y si es positivo, indica que predomina la sedimentación.

La costa se erosiona cada año de forman natural, debido principalmente a los temporales, y se suele compensar con periodos de sedimentación a lo largo del mismo año (Wright y Short, 1984). Sólo cuando el balance sedimentario muestra una tendencia erosiva a largo plazo, debido por ejemplo al ascenso del nivel medio del mar o el aumento de la energía de los temporales, la erosión costera se convierte en un riesgo, o finalmente una catástrofe si llegan a producirse daños.


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Análisis de las amenazas y su peligrosidad

En diversos capítulos de este manual se muestran metodologías para evaluar la erosión costera, por lo que tan sólo cabe aquí añadir la metodología de análisis de las amenazas naturales, que son principalmente la acción de los temporales, la subida del nivel del mar, y los procesos neotectónicos.

Para analizar la peligrosidad de los temporales se realiza el análisis estadísticos de los registros previos de oleaje en aguas profundas, o bien series retrospectivas predichas por métodos numéricos. A partir de estos datos, se obtienen las expresiones ajustadas de las funciones de distribución para el régimen extremal (p. ej. Gumber, Weibull). Con dichas expresiones, a partir de registros de unas pocas décadas, se predicen eventos extremos con periodos de retorno de 100 o 500 años (Puertos del Estado, 1994), lo cual implica no obstante admitir que la tendencia o comportamiento climático actual no variará.

La peligrosidad de los temporales en cada tramo de la costa se evalúa mediante modelos numéricos de propagación del oleaje que, conocidas las condiciones del oleaje en aguas profundas y teniendo en cuenta la morfología del fondo, las mareas astronómicas y meteorológicas, calculan la altura del oleaje en la zona de rompiente, próxima a la orilla (Fig. 4).

La peligrosidad de los temporales también puede ser evaluada por sus cotas de inundación (runup), calculadas a partir de la altura y periodo del oleaje y la pendiente de la playa. Para predecir las cotas de inundación futuras es necesario además considerar la actual tasa de ascenso del n.m.m. y la aceleración en dicha tasa de ascenso (Ferreira et al., 2006).

Los modelos numéricos para la predicción en tiempo real están ampliamente desarrollados para el análisis de las condiciones meteorológicas o el oleaje. En la dirección http://rgl.ucv.es/bramm se encuentra disponible una versión libre del Weather Research and Forecasting Model (WRF) desarrollado entre otros por el National Center for Atmospheric Research (NCAR) de los Estados Unidos. Este modelo permite predecir los riesgos por el paso de huracanes (trayectorias e intensidad). También existen modelos para la predicción de tsunamis (tiempo de llegada hasta un determinado local) principalmente en el Pacífico. Sin embargo, en el caso de predicción de riesgos, como la erosión costera o las inundaciones estos modelos son aun un tema aun por desarrollar. Recientemente (Junio 2008) ha comenzado un proyecto financiado por la Comisión Europea que tiene como objetivo desarrollar modelos operacionales de predicción de erosión y otros riesgos costeros (MICORE - Morphological Impacts and Coastal Risks induced by Extreme storm events).


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Fig. 4. Propagación de un temporal (Dir=78ºN, Hs=2.5 m, Tp=6s) en el Delta del Ebro (España): batimetría, altura de ola y corrientes inducidas. Obtenido con el software SMC de la Univ. de Cantabria.

La peligrosidad del ascenso del nivel medio del mar (n.m.m.) se evalúa en función de su tasa actual y la aceleración de dicha tasa. Las variaciones del nivel del mar se ha registrado tradicionalmente en los mareógrafos, los cuales permiten determinar la oscilación relativa del n.m.m. en cada tramo de la costa, pero precisan de correcciones de los movimientos del terreno para obtener tasas eustáticas (globales) del ascenso del n.m.m. En las últimas décadas, las mediciones desde satélites (Topex-Poseidon, Jason) permiten obtener mediciones del ascenso global del n.m.m. en todos los océanos.

La peligrosidad de las amenazas de origen tectónicos se puede obtener a partir de estudios geofísicos que determinan la estructura del subsuelo, flujos de calor, profundidad del foco e intensidad de los seísmos, etc. combinados con el cálculo del periodo de retorno por métodos probabilísticos, según la frecuencia e intensidad de los eventos previos registrados.

No obstante, hay que indicar que las causas o amenazas que producen la erosión costera, entendida como un riesgo o desastre, son en realidad muy diversas (Bird, 1996), tanto de origen natural, antrópico como combinación de ambos. Estas causas actúan tanto a escala global (ascenso del n.m.m.), como regional (construcción de embalses que reducen drásticamente los aportes de sedimentos fluviales al litoral) y local (la construcción de obras

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Delta del Ebro

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marítimas que frenan el transporte de deriva litoral hacia las playas situadas aguas abajo). El estudio de las amenazas implica analizar cada una de estas posibles causas.

Análisis de la vulnerabilidad: cartografía de usos del litoral

En una segunda etapa, el análisis de la vulnerabilidad precisa inventariar la población susceptible de ser afectada, sus propiedades, actividades e infraestructuras, y su grado de exposición al peligro. Por tanto, es necesario analizar factores como: i) la zonificación de los usos del litoral, ii) la estacionalidad de la densidad de población y de los usos del litoral, relacionada con su capacidad de carga (Yepes, 2002), o iii) la fragilidad de las construcciones, en función de la calidad de sus materiales.

Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) son una herramienta fundamental para realizar, consultar y actualizar estos inventarios, mediante mapas temáticos que muestran los diferentes usos del territorio, y combinando toda esta información para determinar la exposición al peligro (Fig. 5).

Análisis del riesgo: mapas de riesgo de erosión

En el caso de la erosión litoral, afortunadamente no cabe esperar la pérdida de vidas humanas, por ser un proceso crónico pero no excesivamente rápido. Sin embargo, es importante evaluar el riesgo de pérdidas materiales. Existen múltiples ejemplos de edificaciones e infraestructuras costeras arrasadas por la erosión, obligando a sus pobladores a trasladarse tierra adentro, o incluso emigrar a otro país, como está ocurriendo en algunos atolones del Pacífico. La desaparición de islotes, debido a la erosión costera y el ascenso del nivel medio del mar, implica para algunos países una reducción drástica de su Zona Económica Exclusiva, la zona de soberanía nacional que abarca 200 millas mar adentro desde la orilla.


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Fig. 5. Vulnerabilidad de las costas europeas ante la erosión costera (Fuente: proyecto europeo “Eurosion”, www.eurosion.org).

La erosión costera se suele analizar mediante la determinación de las tasas de retroceso de la orilla o las variaciones en la topografía, pero es importante señalar que este análisis debe realizarse en una escala de tiempo del orden de varios años o incluso décadas.

Los cambios en la topografía y en la línea de orilla se pueden obtener a partir de secuencias de mapas (cartografía antigua) o con fotografías aéreas verticales, disponibles en muchos países desde 1940 aproximadamente. Las nuevas imágenes de satélite complementan esta información, si bien tan sólo cubren las últimas décadas. Otras técnicas más novedosas, basadas en los sensores remotos aerotransportados (LIDAR), el sistema GPS diferencial, o las ecosondas multihaz, están suponiendo un gran avance en la resolución espacial y temporal de la monitorización tridimensional de la costa.

El estudio con GPS diferencial de la topografía de las playas de Maspalomas y El Inglés (2005-2008), las más importantes turísticamente de las Islas Canarias, ha mostrado que dichas playas poseen aun su capacidad


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natural para recuperarse de la acción de los temporales, si bien dicha recuperación necesita del transcurso de varios años (Fig. 6), matizando así el comportamiento clásico de las playas según Wright y Short (1984), mientras que el sistema dunar contiguo muestra una clara tendencia erosiva desde hace décadas (Hernández et al.̧ 2007).

0 200 400 600 800 1000 1200 1400Days since the beginning of the study (7th sept 05)

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

Se

dim

ent

Bu

dget

(m3 /

m2 )

Storm erosion

Erosion/Accretion periods

2005 2006 2007 2008 2009

Fig. 6. Recuperación natural a medio plazo de la erosión por temporales en las playas del sur de Gran Canaria (Alcántara-Carrió y Fontán¸ 2009).

En la actualidad, el déficit sedimentario es un problema generalizado en todas las costas, con más del 70% de las playas del mundo con una tendencia neta erosiva a largo plazo (Bird, 1996).

Los riesgos de erosión costera se obtienen al combinar las tasas de retroceso de la orilla con el inventario de los elementos humanos que se verán afectados por dicho retroceso e inundación, para lo cual resulta de nuevo muy útil el empleo de los S.I.G. Análisis de decisiones: medidas frente a la erosión costera

Las medidas de prevención están dirigidas a predecir la peligrosidad de las amenazas, y de su metodología tratan varios capítulos de este manual.

Por su parte, la medida de mitigación más importante ante la erosión costera es la ordenación de los usos del territorio adaptada a la distribución de las amenazas naturales. La determinación del deslinde del Dominio Público Marítimo Terrestre permite una mejor ordenación de los usos del territorio, al impedir la construcción de viviendas y otras infraestructuras en zonas con riesgo de erosión o inundaciones. En España, por ejemplo, este deslinde está basado en la predicción de la línea de máxima inundación debido al oleaje o la marea en los próximos 100 años (buscando el escenario más adverso posible).


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En las zonas ya afectadas por la erosión, las medidas de respuesta clásicas han sido denominadas medidas de defensa, ya que están basadas en proteger el territorio mediante el empleo de obras duras y blandas. Las primeras, difíciles de eliminar una vez construidas, incluyen muros verticales o inclinados, espigones y diques paralelos a la orilla, ya sean de escollera o de bloques. Por su parte, las obras blandas incluyen la regeneración las playas y dunas mediante alimentación artificial (aporte de áridos), el empleo de geotextiles y el descenso del nivel freático en la orilla. En la actualidad, la generalización del problema de la erosión a grandes extensiones de costa, en países con pocos recursos económicos, combinado con el alto coste y la baja eficiencia de muchas de estas medidas de defensa, están propiciando el desarrollo de nuevas medidas de respuesta basadas en la adaptación de los usos del territorio y la retirada planeada (Damen, 1999).

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a J.A. Cabrera la revisión de este capítulo, el cual es una contribución a la Red Iberoamericana en Teledetección Aplicada a la Prevención de Riesgos Geológicos Litorales financiada por el Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo (CYTED).

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CAP1. Introduccion a Los Riesgos Geologicos Litorales

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