Características morfológicas y variabilidad volumétrica de las playas del litoral entre Ceuta y Cabo Negro (Marruecos)

Morphological characteristics and volumetric variability of the beaches between Ceuta and Cabo Negro (Morocco)

G Anfuso¹*, E Bello², J Benavente¹, D Nachite³, A Macias²

¹ Departamento de Ciencias de la Tierra, Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales, Universidad de Cádiz, Polígono Río San Pedro s/n, 11510 Puerto Real (Cádiz), España. * E-mail: giorgio.anfuso@uca.es

³ UFR "Sciences de la Mer", Laboratoire d'Océanographie Appliquée, Fac. Sciences, 93000 - Tétouan, Marruecos.

Recibido en julio de 2005
Aceptado en agosto de 2006.

Resumen

Se llevó a cabo el seguimiento morfológico del litoral entre Ceuta y Cabo Negro (NO de Marruecos). Las playas estudiadas presentaron perfiles reflectivos que mostraron escasa variabilidad estacional, estando los cambios más importantes (del orden de 20 m³ m^-1) relacionados con la acción de los temporales. Los parámetros geomorfológicos utilizados evidenciaron la presencia de playas intermedias y reflectivas caracterizadas por roturas en voluta. Sólo a veces, tras los temporales, se observaron playas más disipativas. Finalmente, las playas que presentaron mayor variabilidad fueron aquellas que se encuentran próximas a estructuras antrópicas.

Palabras clave: erosión litoral, volumen de playa, Marruecos.

A beach monitoring program was carried out along the littoral between Ceuta and Cabo Negro (NW Morocco). The beaches studied showed reflective profiles that recorded little seasonality and the most notable morphological changes (about 20 m³ m^-1) were related to storm waves. Morphological parameters highlighted the existence of intermediate and reflective beach states, which are characterized by plunging breakers. Dissipative conditions were observed only in a few cases, after severe storms. The beaches that showed the most variability were usually those located close to human structures.

Key words: littoral erosion, beach volume, Morocco.

Introducción

En las últimas décadas el incremento en la demanda del uso de las playas con fines recreativos ha fomentado la realización de estudios sobre los procesos morfodinámicos que actúan sobre éstas, siendo su conocimiento fundamental para una correcta gestión de la erosión costera, el adecuado uso turístico de las playas y el diseño y dimensionamento de cualquier obra de protección (Fucella y Dolan 1996, Komar 1998).

El tramo de litoral mediterráneo estudiado en el presente trabajo se localiza entre Ceuta y Cabo Negro (NO de Marruecos) y, durante los últimos años, ha sido objeto de una creciente ocupación turística, consistente esencialmente en la construcción de dos puertos turísticos (Marina Smir y Kabila), urbanizaciones, hoteles y una autovía que se desarrolla paralela a la costa, afectando al cordón dunar y a dos zonas húmedas de gran interés ecológico (Nachite et al. 2004, Anfuso et al. 2004).

Con el fin de conocer el comportamiento morfodinámico de las playas estudiadas durante el periodo de julio de 2003 a junio de 2005, se llevó a cabo un seguimiento morfológico, volumétrico y sedimentológico de la zona de estudio (Anfuso et al. 2004). El análisis de los datos recogidos mediante el seguimiento topográfico permitió caracterizar la morfología y la granulometría de las playas estudiadas y calcular sus volúmenes y las variaciones que presentaron a lo largo del periodo reseñado.

Zona de estudio

La marea tiene un carácter semidiurno y rango micro-mareal, y varía de pocos centímetros en mareas muertas, hasta 80-100 cm en mareas vivas. La onda de marea, procedente del Atlántico, penetra en el Mediterráneo y se propaga hacia el este disminuyendo progresivamente su intensidad. En determinados casos, las variaciones del nivel del mar producidas por las mareas barométricas pueden alcanzar valores equiparables a las variaciones debidas a las mareas astronómicas. Los vientos predominantes son, de mayo a octubre el "Chergui", que sopla del este, mientras que de octubre a febrero predomina el "Gharbi", que sopla del oeste. En los meses de abril y mayo se puede observar un cierto equilibrio entre los vientos del ENE y OSO (LPEE 1987, El Moutchou 1995).

Debido a la orientación del litoral, el oleaje se aproxima a la costa del primer y segundo cuadrante. Las olas asociadas a los temporales provienen del E y ENE, siendo su altura máxima registrada de 5.5 m con un periodo de 5 s en Mdiq (LPEE 1987). Las corrientes principales fluyen de S a N y, durante el periodo estival, hacia el SSE, con una velocidad máxima de 0.68 m s^-1 (Lakhdar et al. 2001).

Metodología

Se llevó a cabo un seguimiento del litoral estudiado mediante un teodolito Nestle BC-8. Se realizaron 84 perfiles topográficos a lo largo de cinco campañas (julio de 2003, enero y febrero de 2004, y abril y junio de 2005). La campaña de febrero de 2004 se llevó a cabo para estudiar los cambios morfológicos debidos a una tormenta asociada con vientos y oleaje procedentes del segundo cuadrante. En cada campaña se realizaron 17 perfiles topográficos normales a la línea de costa (fig. 1), medidos a partir de puntos fijos ubicados en la tras-playa y prolongados hasta una profundidad aproximada de 1 m respecto al nivel medio del mar. El tratamiento de los datos topográficos permitió reconstruir la morfología de las playas, la pendiente del estrán y calcular los volúmenes.

En cuanto a las características de los sedimentos, se tomaron muestras superficiales en la zona intermareal. Tras realizar el análisis de los carbonatos contenidos en las muestras, éstas se tamizaron en laboratorio mediante una batería de 18 tamices, con intervalos de 0.5 phi, y se obtuvieron los parámetros estadísticos (Folk y Ward 1957).

Para caracterizar el estado morfodinámico de la playa, se emplearon varios parámetros e índices muy utilizados en geomorfología litoral. El tipo de rompiente se calculó con el índice de Similaridad de Surf (Surf Similarity, Battjes 1974). Este índice fue inicialmente definido por Iribarren y Nogales (1949) para calcular el punto de rotura de las olas. Su expresión es la siguiente:

donde tanß es la pendiente media de la playa en la zona inter-mareal, H_b es la altura de ola en rompiente y L₀ la longitud de onda del oleaje en aguas profundas. Este índice predice el tipo de rompiente: ondulado y colapso (ξ > 2), voluta (0.4 < ξ < 2) y rompientes en derrame (ξ < 0.4) (Fredsoe y Deigaard 1992).

Para determinar el estado morfodinámico de la playa, Guza e Inman (1975) propusieron el parámetro de Escala de Rompiente (Surf Scaling):

donde σ es la frecuencia del oleaje en radianes, g la aceleración de gravedad y ß la pendiente de la playa. El parámetro permite diferenciar entre condiciones de zona de surf reflectivas (ε < 2.5), intermedias (2.5 < ε < 30) y disipativas (ε > 30) (Guza e Inman 1975).

En cuanto a las características del oleaje, se utilizaron los datos de la boya oceanográfica escalar de Ceuta perteneciente a la red española de medidas REMRO (Puertos del Estado, Ministerio de Medio Ambiente) y las mediciones directas del oleaje realizadas durante las campañas.

Finalmente se calcularon los volúmenes de las playas con un programa del entorno Windows. Para que no se comparasen entre sí perfiles de dimensiones diferentes, su longitud fue previamente normalizada en correspondencia de un determinado valor de desnivel común a todos (el nivel medio del mar o cota 0). De esta forma, para cada uno de ellos se determinó el volumen de la parte de playa comprendida entre la cabecera del mismo y el nivel medio del mar. Los volúmenes se utilizaron para calcular el Índice de Vulnerabilidad Morfológica (Iv) propuesto por Ferreira (1998):

donde V_máx, V_med y V_mín representan respectivamente los volúmenes máximo, medio y mínimo.

En cuanto a las características granulométricas, los valores de los principales parámetros estadísticos calculados para las muestras tomadas en julio de 2003 se presentan en la tabla 1.

Las playas están constituidas por arena gruesa y muy gruesa, moderadamente y mal clasificada, con evolución del índice de asimetría hacia tamaños gruesos (tabla 1), características ligadas a procesos energéticos bastante fuertes (Nachite et al. 2004).

Para reconstruir las características morfológicas de las playas, todos los levantamientos topográficos llevados a cabo se representaron en la figura 2: julio de 2003 y enero de 2004, correspondiendo teóricamente y, respectivamente, a condiciones de verano e invierno, y los levantamientos de febrero de 2004 y abril de 2005, correspondiendo a condiciones erosivas porque fueron realizados después de importantes temporales de levante.

La anchura de la playa varía entre 30 y 80 m aproximadamente, registrándose los valores mínimos en la parte sur del litoral y los máximos en la parte norte (fig. 2: P1, P2, P16 y P17). En cuanto a su morfología, las playas reflejaron claras condiciones reflectivas (Wright y Short 1984, Carter 1988), con valores de pendiente elevados (0.09) en la zona activa de la playa, bastante homogéneos a lo largo del litoral (tabla 2).

Las variaciones volumétricas de la parte de playa comprendida entre la cabecera del perfil y el nivel medio del mar se presentan en la tabla 3. Como cabe esperar, dichas variaciones reflejaron los cambios morfológicos observados, ayudando a comprender el comportamiento de las distintas playas.

Tras el temporal que afectó el litoral estudiado justo unos días antes de la campaña de febrero (cuyas condiciones se relacionan en la tabla 4), se observaron variaciones morfológicas y volumétricas relativamente importantes.

Casi todas las playas registraron erosión en la parte seca y un pequeño crecimiento al nivel medio del mar (fig. 2: P5 y P9). Los valores más elevados de erosión, 13-16 m³ m^-1, se registraron en los perfiles P2, P5 y P6 (fig. 2, tabla 3), otros valores de erosión fueron del orden de 5-8 m³ m^-1. Finalmente, hay que destacar como siete perfiles registraron acreción con valores en general pequeños, con máximos de 6 m³ m^-1.

Comparando las campañas de febrero de 2004 y abril de 2005 (fig. 2, tabla 3), hay que destacar la erosión sufrida por la mayoría de las playas, cuyos valores máximos registrados fueron del orden de 13-20 m³ m^-1 (fig. 2: P2, P4, P6, P10, P15 y P16). Sin embargo, en algunas playas se produjeron ligeros aumentos del volumen, con valores máximos en P5 y P7.

En general los cambios morfológicos fueron uniformes a lo largo del estrán o la totalidad de la playa (fig. 2), dando lugar a cambios de pendiente muy pequeños. A veces las variaciones morfológicas fueron más importantes al nivel medio del mar (fig. 2: P1, P10 y P11). Este fenómeno, que está relacionado con movimientos de arena de la parte alta de la playa a la cota del nivel medio del mar (principalmente durante condiciones erosivas y especialmente en febrero de 2004; fig. 2: P5 y P9), da lugar a valores más bajos de pendiente. Finalmente, en abril de 2005 (fig. 2: P2, P4 y P10) se observaron escarpes en la parte alta de la playa, formados por el temporal que afectó el litoral en los días anteriores al levantamiento.

Los valores calculados para junio de 2005 muestran crecimiento en la mayoría de las playas estudiadas, lo que demuestra su capacidad para recuperarse después de un temporal, aunque en algunos casos (P4, P6 y P15) la playa no alcanza los valores iniciales de julio de 2003. Sin embargo, se puede observar que en los perfiles 5, 7, 13, 14 y 17 se ha ido produciendo un aumento paulatino del volumen de arena, mientras que en P3 y P11, se ha producido el fenómeno inverso.

Para caracterizar la vulnerabilidad de los diferentes perfiles, es decir la mayor o menor capacidad de cada perfil para responder a condiciones energéticas erosivas, se utilizó el Iv (Ferreira 1998). Según dicho índice, una playa que presenta grandes cambios morfológicos, es decir erosión de la berma y de la parte alta del intermareal, se clasifica como playa de vulnerabilidad alta, ya que al erosionarse deja desprotegido el cordón dunar y/o las construcciones antrópicas ubicadas en la zona supralitoral. En la figura 3 se observa como los perfiles 3, 4,5,6 y 10 fueron aquellos que presentaron una mayor vulnerabilidad.

Finalmente, para definir desde un punto de vista cualitativo los estados morfológicos observados, se calcularon para las campañas de julio de 2003 y febrero de 2004, el Índice de Similaridad de Surf y el Parámetro de Escala de Rompiente (fig. 4a, b). El primero, para la campaña de julio presentó valores más o menos constantes en el tiempo y en el espacio que corresponden con una rotura en voluta, de acuerdo con las observaciones de campo; valores más próximos a roturas en derrame se observaron correspondiendo a P6, en condiciones de verano, debido a la baja pendiente de esta zona condicionada por la presencia de un pequeño dique; la curva correspondiente a la campaña de febrero reflejó roturas en el límite entre voluta y derrame (fig. 4a). En cuanto al Parámetro de Escala de Rompiente (fig. 4b), éste presentó condiciones reflectivas en el mes de julio, de acuerdo con los valores elevados de pendiente medidos en el campo; en febrero, sus valores reflejaron un estado intermedio localizándose en algunos perfiles valores claramente disipativos (fig. 4b).

Discusión

Las playas del litoral estudiado no siguieron las pautas estacionales descritas en los modelos clásicos de Shephard (1950), Bascom (1951) y Shih y Komar (1994): las playas estudiadas por esos autores presentaron un perfil de invierno de baja pendiente y pobre en arena, y un perfil de verano con pendiente más alta y con bastante más arena, sobre todo en la playa seca. Medina et al. (1994) observaron también un comportamiento parecido en playas muy energéticas, que registraron un trasvase estacional de la berma a la barra de unos 100 m³ m^-1. Larson y Kraus (1994) observaron también trasvases volumétricos importantes en playas de arena gruesa.

En el litoral estudiado los cambios morfológicos y volumétricos más importantes parecen estar relacionados con la frecuencia e intensidad de las tormentas tal y como Davis y Fox (1972), Owens y Frobel (1977), Carr et al. (1982), Martínez (1986) y Carter (1988) han observado en otros litorales.

De acuerdo con los resultados obtenidos anteriormente, las playas registraron importantes crecimientos o pequeñas variaciones en enero de 2004, fecha teóricamente representativa de condiciones de invierno, supuestamente erosivas. Por otro lado, los temporales que afectaron el litoral estudiado en febrero de 2004 y abril de 2005 produjeron importantes cambios en pocos días, siendo los perfiles de la parte norte (perfiles 13, 14, 16 y 17) los que registraron menores variaciones.

En cuanto a las modalidades de cambio, éstas tuvieron lugar según el modelo del retroceso paralelo y/o del bascula-miento (descriptos por Hardisty 1986, Hughes y Cowell 1987, Thom y Hall 1991, Nordstrom y Jackson 1992, Shih y Komar 1994, Benavente y Reyes 1999). En concreto, el temporal de febrero de 2004, en la mayoría de los casos favoreció un transporte de sedimentos mar adentro (fig. 2: perfiles 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10 y 15), en general de la parte alta de la playa al nivel medio (según el modelo del CERC 1984), el cual es un comportamiento típico de playas con pendiente elevada (Wright y Short 1984). En otros casos, dicho temporal, favoreció un crecimiento relacionado con la predominancia de un trasporte longitudinal que erosionó determinadas playas y depositó en otras (fig. 2: perfiles 2, 6, 7, 11 y 12) dependiendo probablemente de las condiciones de contorno de las mismas, difíciles de determinar en un litoral aparentemente homogéneo.

Resumiendo, las playas que registraron mayor variabilidad fueron las ubicadas en la parte meridional y central del litoral, que parecen estar más expuestas al oleaje del Levante que las del norte, en parte probablemente protegidas por el promontorio de Ceuta y por una plataforma rocosa localizada en la zona sumergida. Finalmente, hay que destacar que la mayoría de los perfiles que presentaron importantes variaciones se encuentran próximos a estructuras antrópicas: P3 y P4 están al sur y al norte del puerto de Kabila (fig. 1), P5 y P6 están al sur y al norte de un pequeño dique, y P9 está al norte del puerto de Marina-Smir.

Agradecimientos

Este trabajo es una contribución al proyecto de la Junta de Andalucía No. AM/3-2004 y al proyecto marroquí PROTARS III D16/07 y una aportación a los grupos PAI RNM-328 y HUM-117.

Referencias

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