Escuela Superior Politécnica Del Litoral

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
Facultad de Ingeniería en Marítima, Ciencias Biológicas, Oceánicas

y Recursos Naturales
“DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA DE PROTECCIÓN COSTERA PARA

PLAYA BRUJA, UBICADA EN LA COMUNIDAD LIBERTADOR
BOLÍVAR-PROVINCIA DE SANTA ELENA”
PROYECTO INTEGRADOR
Previo la obtención del Título de:
INGENIERO OCEÁNICO AMBIENTAL
Presentado por:
SARA ALEJANDRA CANSING ANDRADE

GRACE MARÍA MENA NARANJO
GUAYAQUIL - ECUADOR
Año: 2018
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos enormemente a todas

las profesoras y profesores que nos
han acompañado durante el desarrollo
de nuestra carrera profesional y un
especial agradecimiento al MSc.
Eduardo Cervantes, por ser nuestro
tutor en este proyecto de titulación.
DECLARACIÓN EXPRESA
“Los derechos de titularidad y explotación, nos corresponde conforme al reglamento

de propiedad intelectual de la institución; Grace Mena Naranjo y Sara Cansing
Andrade damos nuestro consentimiento para que la ESPOL realice la comunicación
pública de la obra por cualquier medio con el fin de promover la consulta, difusión y
uso público de la producción intelectual"
Grace María Mena Naranjo Sara Alejandra Cansing Andrade

EVALUADORES
Luis Miguel Altamirano Pérez, MSc.
PROFESOR DE LA MATERIA INTEGRADORA
Edgar Eduardo Cervantes Bernabé, MSc.
PROFESOR TUTOR
RESUMEN
Actualmente, el muro de protección que protege el acantilado de Playa Bruja ha
perdido funcionabilidad, poniendo en riesgo la estabilidad del tramo de carretera que
se encuentra sobre el acantilado de Playa Bruja. El presente proyecto tiene como
objetivo el diseño de una estructura de protección costera para Playa Bruja ubicada
en Libertador Bolívar, Provincia de Santa Elena. Este trabajo comienza una
descripción del medio físico, seguido del análisis de las variables involucradas en los
procesos costeros como: Olas, mareas, circulación, perfiles de playa, entre otros; el
siguiente paso fue determinar las posibles soluciones al problema; luego se
determinó en conjunto con la comunidad que la mejor opción es el sistema de
rompeolas costa afuera el cual tendrá la función disipar la energía del oleaje y
proveer una playa estable para uso recreativo. La obra consiste en un grupo de 5
rompeolas desvinculados de la costa, de 120 metros cada uno y separados entre sí
80 metros, protegiendo un frente costero de unos 920 metros. Se concluyó el
proyecto con la metodología de construcción y análisis de costos referenciales.
Palabras Clave: muro de protección, estabilidad, acantilado, rompeolas costa afuera.
I
ABSTRACT
At the present time, the existing rubble-mound structure that protects the cliff located
on Playa Bruja has lost functionality, putting at risk the stability of the road section
located over the cliff. This project aims to design a coastal protection structure for
Playa Bruja located in Libertador Bolívar, Province of Santa Elena.
This work begins with a description of the physical environment of the area of interest,
followed by the analysis of the variables involved in coastal processes such as:
waves, tides, circulation, beach profiles, among others; the next step was to
determine the possible solutions to the problem; then, together with the community, it
was determined that the best solution to que problem is a detached breakwater
system, which will have the function of dissipate the incoming wave energy and
providing a stable beach for recreational use. The design consists of a group of 5
breakwaters disconnected from the coast, 120 meters each and with 80 meters gap,
protecting a coastal front of 920 meters. The project was concluded with the
construction methodology and breve analysis of referential costs
Keywords: rubble-mound structure, stability, cliff, detached breakwater.
II
ÍNDICE GENERAL
RESUMEN……………………………………………………………………………………..I
ABSTRACT……………………………………………………………………………...…….II
ÍNDICE GENERAL ………………………………………………………………………….III
ABREVIATURAS…………………………………………………………………………..VIII
SIMBOLOGÍA………………………………………………………………………………..IX
ÍNDICE DE FIGURAS……………………………………………………………................X
ÍNDICE DE TABLAS………..…………………………………………………..…………XIII
ÍNDICE DE PLANOS………………………………………………………………………XVI
INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………….XVII
CAPÍTULO 1 …………………………………………………………………………..1
1. MARCO TEÓRICO…………………………………………………………………...1
1.1 Protección costera……………………………………………………………………1
1.1.1 Principales propósitos de las obras de defensa costera…………………………1
1.2 Alternativas de protección costera………………………………………………….4
1.3 Tipos de estructuras de protección costeras………………………………………5
1.4 Rompeolas…………………………………………………………………………….7
1.4.1 Sistema de rompeolas………………………………………………………………..7
1.4.2 Rompeolas desvinculados de la costa……………………………………………..7
1.4.3 Rompeolas de enrocamiento………………………………………………………..9
1.5 Usos de las estructuras costeras en el Ecuador…………………………………..9
1.5.1 Encausamiento de flujo de agua en camaroneras mediante el uso de
espigones…………………………………………………………………………………….10
1.5.2 Puertos Pesqueros Artesanales…………………………………………………...11
1.5.3 Desarrollo portuario …………………………………………………………………13
1.5.4 Desarrollo Turístico …………………………………………………………………14
1.5.5 Protección y Recuperación de Playa………………………………………….…..17
CAPÍTULO 2 ………………………………………………………………………...21
III
2. DESCRIPCIÓN DEL MEDIO FÍSICO……………………………………………..21
2.1 Características generales del área………………………………………………..21
2.2 Climatología y Meteorología……………………………………………………….22
2.3 Precipitación …………………………………………………………………………24
2.4 Temperatura …………………………………………………………………………25
2.5 Vientos………………………………………………………………………………..27
CAPÍTULO 3………………………………………………………………………………...28
3. OCEANOGRAFÍA Y PROCESOS COSTEROS………………………………....28
3.1 Circulación off shore………………………………………………………………...28
3.1.1 Área de estudio……………………………………………………………………...28
3.1.2 Metodología………………………………………………………………….………29
3.1.3 Conclusiones…………………………………………………………………….…..41
3.2 Mareas……………………………………………………………………….……….43
3.2.1 Conclusiones…………………………………………………………..…………….46
3.3 Oleaje……………….……………….……………….………………………………47
3.3.1 Introducción………………………………………………………………………….47
3.3.2 Oleaje en la costa ecuatoriana…………………………………………………….47
3.3.3 Oleaje en el área de estudio……………………………………………………….48
3.3.4 Olas visuales………………..……………………………………………………….49
3.3.5 Probabilidad de retorno de altura de ola…………………………….……………53
3.4 Perfil del Playa……………………………………………………………………….67
3.4.1 Resultados de perfil de playa en sicigia (16/junio/2018)………………………..69
3.4.2 Resultados de perfil de playa en cuadratura (7/julio/2018) …………………….71
CAPÍTULO 4……………………………………...…………………………………………74
4. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS CONCEPTUALES DEL
PROYECTO….....….74
4.1 Propuestas de Alternativas del Proyecto……………….…………..…………….74
4.1.1 Alternativa 1: Reconstrucción del Muro de Contención Actual…………………74
4.1.2 Alternativa 2: Rompeolas costa afuera……………….……………………….….75
4.1.3 Alternativa 3: Mantener la situación actual en Libertador Bolívar……………...77
IV
4.2 Socialización …………………………….……………….…………………...….….77
4.3 Factores o Criterios de Decisión que Afectan la Selección de la Alternativa
Óptima……………….……………….……………….……………….……………….…….79
4.4 Metodología de Selección de la Alternativa Óptima…………………………….81
CAPÍTULO 5……………….……………….……………….………………………………85
5. OLA DE DISEÑO……………….……………….……………….………………….85
5.1 Criterios de Altura de ola según USACE……………….……………….………..85
5.2 Métodos probabilísticos para la elección de la Ola de diseño………………….87
5.3 Ola de diseño en proyectos en la costa ecuatoriana……………………………87
5.4 Elección de la ola de diseño……………………………………………….………90
5.5 Altura de Ola Rompiente (Hb) ………………………………………….…………90
5.6 Profundidad de rompiente (db) ……………………………………………………91
CAPÍTULO 6…………………………………………………………….…………………..92
6. DISEÑO FUNCIONAL………………………………………………………………92
6.1 Introducción………………………………………………………………………….92
6.2 Formación de saliente………………………………………………………………92
6.3 Formación de tómbolo………………………………………………………………93
6.4 Parámetros y consideraciones para el diseño funcional……………………..…94
6.4.1 Estructura única vs sistema múltiple segmentado………………………………95
6.4.2 Distancia entre las estructuras………………………………………………….…95
6.4.3 Orientación de la estructura…………………………………………………….….96
6.4.4 Ubicación respecto a la zona de rompiente………………..…….………………97
6.4.5 Rebase y Permeabilida…………………………………………………..…………97
6.5 Técnicas para el diseño de un rompeolas costa afuera…………………...……97
6.5.1 Inman and Frautschy (1966) ………………………………………………………99
6.5.2 NIR (1982) ………………………………………………………………………..…99
6.5.3 Gourlay (1981) ………………………………………………………………….…100
6.5.4 Shore Protection Manual (1984) ……………………………….………………..101
6.5.5 Dally y Pope (1986) ………………………………………………………………..101
6.5.6 Ahrens y Cox (1990) …………………………………………………………...…102
V
6.5.7 Seiji, Uda, Tanaka (1987) ……………………………………………………..…103
6.5.8 Noble (1978) ……………….……………….……………….………………….….103
6.6 Dimensionamiento de las estructuras………………………………………...…104
CAPÍTULO 7 …………………………………………………………………….…107
7. DISEÑO ESTRUCTURAL……………………………………..………….………107
7.1 Peso de la roca…………………………………………………………….………108
7.1.1 Pendiente de la estructura ……………………………………………………..…109
7.1.2 Densidad de la roca wr……………………………………………………………111
7.1.3 Coeficiente de estabilidad KD……………………………………………….……112
7.1.4 Cálculo del peso de la roca………………………………………………….……113
7.2 Elevación y ancho de cresta……………………………………………………...115
7.2.1 Elevación de la cresta……………………………………………………..………115
7.2.2 10.2.2 Ancho de la cresta…………………………………………………………116
7.3 Espesor de la coraza, capa intermedia y número de unidades………………117
7.3.1 Cálculo de los espesores de capa………………………….……………………117
7.4 Vista transversal y longitudinal de las estructuras…………………………..…117
7.5 Vista en planta de las estructuras…………………………………………..……122
CAPÍTULO 8 ……………….……………….……………………….…………..…123
8. METODOLOGÍA DE CONSTRUCCIÓN …………………………...………...…123
Fase 0. Canteras………………………..……….……………….……………………….124
Fase 1. Adecuación de vías de acceso, centro de acopio 1 y transporte del
material……………………………………………………………………………………..124
Fase 2. Construcción de espigón y centro de acopio 2……………….…………...…125
Fase 3. Transporte de material al centro de acopio 2……………….……………..…125
Fase 4. Construcción de rompeolas 1……………….……………….……………...….125
Fase 4.1 Señalización……………….……………….……………….……………….….125
Fase 4.2. Colocación de geotextil……………….……………….…………………..….126
Fase 4.3. Colocación del replantillo y núcleo……………….………………………….126
Fase 4.4. Colocación de capa intermedia……………….………………………..…….126
Fase 4.5. Colocación de coraza……………….………………………………………...126
Fase 4.6. Señalización……………….……………….……………………………….….126
VI
Fase 5 - Fase 8……………….………………………………..………………………….126
Fase 9. Retiro de espigón……………….……………….……………….………………126
Fase 10. Reutilización de material para la reconstrucción del muro de contención
existente……………….……………….…………………………….………………....….127
Fase 11. Monitoreo y Evaluación de Impacto Ambiental (EIA)……………………….127
CAPÍTULO 9……….……………….……………….……………………………….…….128
9. COSTOS REFERENCIALES DEL PROYECTO……………………………….128
9.1 Maquinaria y Medios de Transporte……………….……………….……………128
9.2 Estudios previos……………….……………….……………….…………………129
9.3 Construcción del espigón temporal……………….……………….…………….129
9.4 Construcción del sistema de rompeolas costa afuera……………….……...…130
9.5 Retiro de espigón y reconstrucción de muro de contención actual…………..133
CAPÍTULO 10……………………………………………………………………………...134
10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………….…………………..134
10.1 Conclusiones……………….……………….……………….……………….…….134
10.2 Recomendaciones……………….……………….……………….……………….135
BIBLIOGRAFÍA……………….……………….……………….……………………….…136
ANEXOS………………………………………………………………………………..…..142
ANEXO A……………………………………………………………………………….…..143
ANEXO B……………………………………………………………………………….…..149
ANEXO C……………………………………………………………………………….…..153
ANEXO D……………………………………………………………………………….…..154
ANEXO E……………………………………………………………………………….…..158
ANEXO F…………………………………………………………………………………...165
VII
ABREVIATURAS
ESPOL Escuela Superior Politécnica del Litoral
USACE United States Corps of Engineers
SPM Shore Protection Manual
CEM Coastal Engineering Manual
HT High Tide
MHWS Mean High Water Spring o nivel medio de pleamar en sicigia
MHW Mean High Water o nivel medio de pleamares
MHWN Mean High Water Neaps o nivel medio de pleamares de cuadratura
MTL Mean Tide Level o nivel medio de marea
MLWN Mean Lowest Water Neaps o promedio de bajamares de cuadratura
MLW Mean Lowest o promedio de bajamares
MLWS Mean Lowest Water Spring o promedio de bajamares de sicigia
LW Lowest Water o Nivel mínimo de agua
STW Still Water Level
VIII
SIMBOLOGÍA
m metro
s segundo
Hs altura significativa
Ts periodo significativo
kr coeficiente de refracción
ks coeficiente de asomeramiento
Ho altura de ola en aguas profundas
H altura de ola en aguas someras
P probabilidad
1-P probabilidad de excedencia
Ls longitud de la estructura
Lg distancia entre las estructuras
X distancia entre la línea de costa y la estructura
Is índice de respuesta de playa
wr densidad de la roca
W peso de la roca
Sr gravedad especifica de la roca en relación la densidad del agua, (Sr = wr/ww)
Kd coeficiente de estabilidad
Θ ángulo de la pendiente de la estructura con respecto a la horizontal
B ancho de cresta
n número de rocas
kΔ coeficiente de capa
r espesor promedio de capa
IX
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Alternativas para la mitigación de daños……………………………………...4

Figura 1.2 Formación de salientes y tómbolos……………………………………………8
Figura 1.3 Rompeolas de enrocamiento …………………………………………………..9
Figura 1.4 Espigones en la parroquia de Chanduy, provincia de Santa Elena………10
Figura 1.5 a) Ubicación del espigón en la parroquia de Manglaralto, provincia de
Santa Elena; b) Espigón de Manglaralto …………………………………………………11
Figura 1.6 Puerto pesquero artesanal de Anconcito, provincia de Sana Elena……...11
Figura 1.7 Puerto pesquero artesanal de Jaramijó, provincia de Santa Elena………12
Figura 1.8 Puerto pesquero artesanal de San Mateo, provincia de Santa Elena……12
Figura 1.9 Puerto de Manta, provincia de Manabí………………………………………13
Figura 1.10 Puerto de Esmeraldas, provincia de Esmeraldas…………………………14
Figura 1.11 Yacht Club-Salinas, provincia de Santa Elena…………………………….15
Figura 1.12 Puerto Lucia Yacht Club, provincia de Santa Elena………………………15
Figura 1.13 Royal Decameron, provincia de Santa Elena……………………………...16
Figura 1.14 Marclub- Punta Blanca, provincia de Santa Elena………………………..16
Figura 1.15 Club Casa Blanca, provincia de Esmeraldas………………………………17
Figura 1.16 San Vicente, provincia de Manabí…………………………………………..18
Figura 1.17 Bajo Alto, provincia del Oro………………………………………………….19
Figura 1.18 La Libertad, provincia de Santa Elena……………………………………...19
Figura 1.19 Rompeolas en Jambelí, provincia del Oro…………………………………20
Figura 2.1 Ubicación de Libertador Bolívar………………………………………………21
Figura 2.2 Red de estaciones meteorológicas, administradas por el INAMHI. ……...23
Figura 2.3 Red de estaciones meteorológicas, administradas por el INOCAR……...23
Figura 2.4 Precipitaciones acumuladas, La Libertad - INOCAR. ……………………..24
Figura 2.5 Precipitaciones en La Libertad. ………………………………………………25
Figura 2.6 Anomalía de temperatura promedio, Salinas-Guayas. ……………………26
Figura 2.7 Anomalía de temperatura promedio, Salinas-Guayas. ……………………26
Figura 2.8 Velocidad y Dirección del Viento en la Costa Este del Pacífico (Knots) ...27
X
Figura 3.1 Ubicación del área de estudio………………………………………………...29
Figura 3.2 Método lagrangiano…………………………………………………………….30
Figura 3.3 Primera siembra de veletas – 16/06/2018…………………………………...31
Figura 3.4 Segunda siembra de veletas – 16/06/2018………………………………….32
Figura 3.5 Tercera siembra de veletas – 16/06/2018…………………………………...32
Figura 3.6 Cuarta siembra de veletas – 16/06/2018…………………………………….33
Figura 3.7 Primera siembra de veletas – 07/07/2018…………………………………...35
Figura 3.8 Segunda siembra de veletas – 07/07/2018 ………………………………….35
Figura 3.9 Tercera siembra de veletas – 07/07/2018…………………………………...36
Figura 3.10 Cuarta siembra de veletas – 07/07/2018…………………………………..36
Figura 3.11 Primera siembra de veletas – 21/07/2018………………………………….38
Figura 3.12 Segunda siembra de veletas – 21/07/2018………………………………..39
Figura 3.13 Tercera siembra de veletas – 21/07/2018 ………………………………….39
Figura 3.14 Primera siembra de veletas – 14/08/2018………………………………….41
Figura 3.15 Marea Monteverde 2018……………………………………………………..45
Figura 3.16 Generación de Zonas de Fetch en el Océano……………………………..48
Figura 3.17 Ubicación de las estaciones en Playa Bruja……………………………….50
Figura 3.18 Histograma de Frecuencia de Altura Significativa para el Área de
Estudio………………………………………………………………………………………..51
Figura 3.19 Hindcast de buoyweather.com………………………………………………54
Figura 3.20 Histograma de Frecuencia de Hs del swell……………………………...…55
Figura 3.21 Histograma de Frecuencia de la dirección de aproximación del swell….56
Figura 3.22 Histograma de Frecuencia de T del swell ………………………………….57
Figura 3.23 Refracción correspondiente a un ángulo de aproximación de 220° y un
periodo de T=14 s. …………………………………………………………………………58
periodo de T=16s. ………………………………………………………………………….59
periodo de T=14 s. …………………………………………………………………………60
periodo de T=16 s. …………………………………………………………………………61
Figura 3.27 Método de extrapolación según Drapper…………………………………..65
XI
Figura 3.28 Método de extrapolación según Weibull……………………………………65
Figura 3.29 Método de extrapolación según Log.Log…………………………………..66
Figura 3.30 Diagrama método Emery…………………………………………………….67
Figura 3.31 Ubicación de los perfiles A, B y C…………………………………………..68
Figura 3.32 Perfil de playa “Perfil A” – Sicigia (16/junio/2018) ………………………..70
Figura 3.33 Perfil de playa “Perfil B” – Sicigia (16/junio/2018) ………………………..70
Figura 3.34 Perfil de playa “Perfil C” – Sicigia (16/junio/2018) ………………………..71
Figura 3.35 Perfil de playa “Perfil A” – Cuadratura (/julio/2018) ………………………72
Figura 3.36 Perfil de playa “Perfil B” – Cuadratura (/julio/2018) ………………………72
Figura 3.37 Perfil de playa “Perfil A” – Cuadratura (/julio/2018) ………………………73
Figura 4.2 Alternativa 2……………………………………………………………………..77
Figura 4.3 Taller de socialización con la comuna Libertador Bolívar………………….79
Figura 5.1 Relación altura de rompiente vs altura de ola en aguas profundas………91
Figura 5.2 α y β vs H/gT2…………………………………………………………………..92
Figura 6.1 Sistemas de rompeolas segmentados……………………………………….96
Figura 6.2 Parámetros utilizados en relaciones empíricas para el diseño de un
sistema de rompeolas costa afuera……………………………………………………….99
Figura 7.1 Vista transversal de un enrocado convencional…………………………...108
Figura 7.2 Alcance de la ola respecto a diferentes tipos de pendiente. …………….110
Figura 7.3 Lados y pendientes de la estructura. ………………………………………111
Figura 7.4 Esquema general del proyecto………………………………………………116
Figura 8.1 Centro de Acopio 1……………………………………………………………124
Figura 8.2 Vista de planta del proyecto…………………………………………………125
XII
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.1 Tipos de estructuras, su objetivo y función principal. ………………………..6

Tabla 3.1 Fechas e intervalos de tiempo para toma de datos – veleteo……………...29
Tabla 3.2 Tabla de marea 16/06/2018……………………………………………………31
Tabla 3.3 Velocidades promedio de veletas superficiales y subsuperficiales -
16/06/2018…………………………………………………………………………………...33
Tabla 3.4 Velocidades máximas y mínimas de veletas superficiales y subsuperficiales
- 16/06/2018………………………………………………………………………………….33
Tabla 3.5. Tabla de marea 07/07/2018…………………………………………………...34
07/07/2018…………………………………………………………………………………...37
Tabla 3.7 Velocidades máximas y mínimas de veletas superficiales y subsuperficiales
- 07/07/2018………………………………………………………………………………….37
Tabla 3.8 Tabla de marea 21/07/2018……………………………………………………37
21/07/2018…………………………………………………………………………………...40
Tabla 3.10 Velocidades máximas y mínimas de veletas superficiales y
subsuperficiales - 21/07/2018……………………………………………………………...40
Tabla 3.11 Tabla de marea 14/08/2018…………………………………………………..40
Tabla 3.12 Velocidades máximas y mínimas de veletas superficiales y
subsuperficiales - 21/07/2018……………………………………………………………...41
Tabla 3.13 Resumen de las velocidades de las veletas superficiales y
subsuperficiales de todas las mediciones………………………………………………..42
Tabla 3.14 Niveles de Referencia…………………………………………………………44
Tabla 3.15 Cálculo de niveles de referencia en la estación Monteverde……………..44
Tabla 3.16 Cálculo de rangos de marea en la estación Monteverde………………….45
Tabla 3.17 Altura promedio de ola rompiente por estación en Libertador Bolívar. ….52
Tabla 3.18 Altura máxima de ola rompiente por estación en Libertador Bolívar…….52
Tabla 3.19 Periodo promedio de ola rompiente por estación en Libertador Bolívar…53
XIII
Tabla 3.20 Alineación de la línea de playa en Libertador Bolívar……………………..53
Tabla 3.21 Coeficientes de refracción Kr definidos para los periodos T = 14, 16, y
para los ángulos de 220 Y 300. …………………………………………………………..62
Tabla 3.22 Coeficientes de asomeramiento Ks definidos para los periodos T =14, 16
s…………….…………………………………………………………………………………63
Tabla 3.23 Tipos de pendientes…………………………………………………………...69
Tabla 3.24 Tipos de pendientes…………………………………………………………...69
Tabla 3.25 Resultados de pendientes en los perfiles A, B y C Cuadratura
(7/julio/2018) …………………………………………………………………………………71
Table 4.1 Descripción de las alternativas en función de cada factor de
decisión………………………………………………………………………………………80
Table 4.2 CIF por cada factor de decisión………………………………………………..82
Table 4.3 CEA para cada alternativa considerando el factor de protección costera..82
Table 4.4 CEA para cada alternativa considerando el factor de costos de
construcción (menor costo de construcción). ……………………………………………82
Table 4.5 CEA para cada alternativa considerando el factor de beneficio
económico……………………………………………………………………………………83
Table 4.6 Valores de CEA Y CIF por alternativa y por factor de decisión…………….83
Table 4.7 Matriz de decisión resultante del análisis de compensaciones…………….83
Table 5.1 Criterios de Altura de ola USACE 1986………………………………………86
Table 5.2 Alturas de ola para el presente proyecto. ……………………………………86
Table 5.3 Resultados de alturas de olas extremas según los métodos probabilísticos
de Drapper, Weibull y Log-log correspondientes a los periodos de retorno de 1, 10,
25, 50 y 100 años para el presente proyecto…………………………………………….87
Table 5.4 Ola de diseño para estructuras costeras en Ecuador……………………….89
Table 6.1 Parámetros oceanográficos, estructurales y geomorfológicos que influyen
en el diseño funcional de un sistema de rompeolas…………………………………….94
Table 6.2 Relaciones Empíricas…………………………………………………………105
Table 7.1 Tabla de resultados de laboratorios de los sitios de interés evaluados…112
Table 7.2 Valores sugeridos de para el determinar el peso de la unidad de la
armadura……………………………………………………………………………………113
Table 7.3 Resumen de los pesos de las rocas…………………………………………115
XIV
Table 9.1 Costos referenciales maquinaria……………………………………………..129
Table 9.2 Costos referenciales Estudios Previos………………………………………129
Table 9.3 Costos referenciales Rompeolas 1…………………………………………..130
Table 9.8 Costo total del proyecto……………………………………………………….133
XV
ÍNDICE DE PLANOS
PLANO 1 Vista transversal y longitudinal de escollera 1…………………………….117
PLANO 2 Vista transversal y longitudinal de escollera 2………………………..…..118
PLANO 3 Vista transversal y longitudinal de escollera 3……………………..……..119
PLANO 4 Vista transversal y longitudinal de escollera 4……………………….……120
PLANO 5 Vista transversal y longitudinal de escollera 5…………………………….121
PLANO 6 Vista en planta de las estructuras………………………………...………..122
XVI
INTRODUCCIÓN
La comuna Libertador Bolívar perteneciente a la parroquia Manglaralto, se encuentra

asentada en el kilómetro 50 de la Ruta del Spondylus al noreste de la provincia de
Santa Elena, cuenta con una población de 2871 personas, de las cuales
aproximadamente el 43% se ubica entre las edades de 19 a 50 años. (INEC, 2016).
Actualmente, las principales actividades económicas de la comuna se encuentran
enfoncadas en la satisfacción de las necesidades del sector turístico, por lo que hoy
en día se puede encontrar una gran cantidad de restaurantes y locales de venta de
artesanías a lo largo de su frente costero, en el cual, se ubica la denominada “Playa
Bruja”. Esta playa se localiza en la parte sur de la comuna Libertador Bolívar y frente
a ella existe un acantilado que sirve de soporte a un tramo de la carretera que forma
parte de la Ruta del Spondylus.
De acuerdo con la información recolectada en el taller de socialización realizado para

el presente proyecto, una de las principales observaciones de la comunidad fue que
en el pasado se veían “pequeñas cuevas” o surcos al pie del acantilado de Playa
Bruja, lo que se interpreta como el socavamiento del acantilado debido a la alta
energía del oleaje en la zona. Para la protección de este, el Ministerio de Transporte
y Obras Públicas construyó un muro de contención del tipo enrocado a lo largo de los
1.8 km de playa.
Actualmente, el enrocado ha perdido funcionabilidad, lo que pondría en riesgo la

estabilidad del acantilado y por ende el tramo de carretera de la Ruta del Spondylus,
la cual, es la única vía de comunicación con las comunidades ubicadas al norte y al
sur del cantón; además al verse comprometido el funcionamiento de este tramo de la
carretera, el valor turístico de la comunidad se reduciría, y en consecuencia su
capacidad de generar ingresos también se afectaría.
XVII
Ante la problemática manifestada por parte de la comuna y en vista que la Escuela
Superior Politécnica del Litoral cuenta con los recursos necesarios para brindar un
apoyo técnico, se resolvió acoger el problema y apoyarlo, para esto se ha iniciado
con un estudio básico de ingeniería con el objetivo de identificar posibles soluciones
a este problema. La comuna por su parte ha expresado sus necesidades, así como
sus restricciones, las mismas que se han tomado en cuenta para el desarrollo de las
soluciones de protección propuestas.
El presente proyecto se ha dividido en 10 capítulos, tal como se muestra a

continuación:
Capítulo 1: Introducción y Marco Teórico

Capítulo 2: Medio Físico
Capítulo 3: Procesos Costeros
Capítulo 4: Análisis de Alternativas
Capítulo 5: Ola de Diseño
Capítulo 6: Diseño Funcional
Capítulo 7: Diseño Estructural
Capítulo 8: Metodología Constructiva
Capítulo 9: Costos Referenciales
Capítulo 10: Conclusiones y Recomendaciones
XVIII
Objetivo General
Diseñar una estructura de protección para el acantilado de Playa Bruja para

preservar la estabilidad del tramo de carretera de la Ruta del Spondylus y brinde un
potencial beneficio económico a la comunidad.
Objetivos Específicos
1. Analizar la información obtenida durante las mediciones de campo e

información de secundaria para determinar los factores que influyen en el
diseño.
2. Integrar a la comunidad en el proceso de toma de decisiones para escoger la

mejor alternativa de solución al problema y que además ellos se sientan
beneficiados.
3. Diseñar la alternativa de protección costera seleccionada en base a criterios

recomendados en guías de diseño costero y tomando en cuenta las
necesidades y restricciones manifestadas por la comunidad, para de esta
manera obtener una solución integral al problema
XIX
CAPÍTULO 1
1. MARCO TEÓRICO
1.1 Protección costera
Las obras de protección costera nacen de la necesidad del ser humano de proteger
estructuras cercanas a la costa o proteger la costa misma. De manera general, la
infraestructura de protección costera comprende el conjunto de estructuras y sistemas
construidos por el ser humano para la defensa o estabilización costera. (Afonso de
Almedia & Silva Casarin, 2004).
De acuerdo con el Coastal Engineering Manual (CEM) (USACE, 2003), las obras de
defensa y estabilización costera son usadas principalmente para conservar o
reconstruir los sistemas naturales como acantilados, dunas, humedales, y playas, o
para proteger la infraestructura construida por el ser humano. Además; se establecen
tres de sus principales propósitos, que son: a) Reducir los daños ocasionados por
tormentas; b) Mitigar la erosión costera y c) Restaurar los ecosistemas. A continuación,
se adentrará en cada uno de estos.
1.1.1 Principales propósitos de las obras de defensa costera
a) Reducción del daño por tormenta
Las tormentas costeras generalmente causan daño mediante dos mecanismos: por
inundaciones costeras y por acción del oleaje (USACE, 2003). Las inundaciones
provocadas por las elevaciones del nivel del mar permiten que las olas puedan ingresar
tierra adentro y de esta manera provocar daños en la infraestructura y sistemas
naturales.
El fenómeno de “El Niño” conocido por provocar elevaciones en el nivel de mar y

oleajes de tormenta, así como intensas lluvias
1
y desbordamiento de ríos, causó en el año 1983, en el Ecuador y en el norte del Perú,
la muerte de aproximadamente 600 habitantes y pérdidas materiales estimadas en al
menos 650 millones de dólares, lo cual conllevó varios años para arreglar los daños
sufridos en la infraestructura de ambos países (Rossel, Cadier, & Gomez, 1996).
Por otro lado, el aumento del nivel del mar podría aumentar la severidad de las
inundaciones, especialmente en áreas donde los huracanes, ciclones tropicales y
tifones son frecuentes, como en las islas en el Mar Caribe, en el sureste de Estados
Unidos, en el Pacífico tropical y en el subcontinente indio. La incidencia de las
inundaciones y el número de personas afectadas en las zonas costeras va a depender
de varias causas relacionadas especialmente a cambios en: los niveles de inundación,
la exposición humana a las inundaciones y el estándar de infraestructura para el
manejo de inundaciones (Nicholls, 2004).
Además de los daños que el aumento del nivel del mar pueda ocasionar en las
infraestructuras, se pueden generar ciertos impactos ecológicos como (1) aumentar la
erosión costera; (2) exacerbar las inundaciones costeras; (3) inundar los humedales
costeros y otras tierras bajas; (4) aumentar la salinidad de estuarios y acuíferos; (5)
alterar los rangos de mareas en ríos y bahías; (6) cambiar las ubicaciones donde los
ríos depositan sedimento y (7) ahogar los arrecifes de coral. (Nicholls, 2004)
a) Mitigación de Erosión Costera:
La mitigación de la erosión se traduce en la reducción del daño de tormenta causado

por las inundaciones y por la fuerza del oleaje (USACE, 2002). Para reducir este daño
causado por los efectos erosivos, se plantean distintas obras de protección costera,
con el fin de crear una zona de amortiguación de sedimentos más amplia entre la tierra
y el mar.
Las playas de arena son sistemas sedimentarios muy dinámicos que experimentan
ciclos de acreción y sedimentación en intervalos de tiempo y grados de intensidad muy
2
variables, ligados en gran medida a la disponibilidad de sedimentos (Silva, Moreno, &
Mendoza, 2017). La dinámica de la arena en la playa depende en gran parte del ángulo
y energía del oleaje, así como también de la disponibilidad del material del cual está
formada la playa. La combinación de estas variables puede resultar en procesos
erosivos o sedimentarios en los distintos segmentos de playa, los cuales pueden
transformar el perfil costero y en casos más extremos deteriorar permanente la línea de
costa, permitiendo de este modo, que la energía del oleaje afecte directamente las
estructuras edificadas en la zona litoral sean con fines turísticos o de vivienda.
(USACE, 2003).
Decir que se puede tener un control completo de las inundaciones y de la erosión

costera es un mito que da una falsa sensación de seguridad. El ser humano no puede
controlar la naturaleza, siempre va a existir la posibilidad de una tormenta más
poderosa que va a sobrepasar el nivel de la protección costera provista dentro de las
restricciones de diseño; es por esto que el CEM explica que la mitigación representa
los beneficios de la reducción de daños por tormentas, de los niveles potenciales de
inundación y de erosión.
b) Restauración de Ecosistemas
Un nuevo campo de preocupación es la restauración de recursos medioambientales

como los humedales, estuarios, arrecifes, áreas de anidación entre otros. La
recuperación de estos ecosistemas ayudaría a la protección natural contra
inundaciones y erosiones costeras; así como también, a la provisión de alimentos,
servicios recreacionales, culturales, entre otros, lo que resulta en la mejora de la
calidad de vida del ser humano (USACE, 2003).
3
1.2 Alternativas de protección costera
De manera general, el Costal Engineering Manual (CEM) (USACE, 2003) clasifica las
alternativas para mitigar el daño costero en cinco tipos de respuesta de adaptación: (1)
acomodación; (2) protección; (3) relleno de playas; (4) retiro y (5) no hacer nada; las
cuales han sido ilustradas en la siguiente figura. (ver figura 1.1).
Figura 1.1 Alternativas para la mitigación de daños

Fuente: CEM,2003
4
Acomodación: realizar cambios en la infraestructura costera con el fin de ajustarse o adaptarse al ambiente o
situación inicial; (2) Protección: la protección de la costa a través de estructuras y sistemas construidos por el ser
humano; (3) Relleno de playa: realizar un relleno constante de arena en la playa para compensar la erosión
producida en el sitio; (4) Retiro: reubicar la infraestructura costera en una zona segura y (5) No hacer nada.
Sin embargo, para diseño costero, el CEM realiza una clasificación mucho más
detallada sobre las alternativas para la mitigación de daños costeros, la cual se divide
en lo siguiente: (1) Estructuras de acorazamiento como los muros verticales
“seawalls” o“seawalls”, diques y recubrimientos; (2) Estructuras de estabilización
costera como los rompeolas y espigones; (3) Restauración de playa como el relleno
de playa; (4) Adaptación y retirada; (5) combinación de alternativas y (6)
abstención, es decir no realizar ningún proyecto y dejar que la naturaleza siga su
curso natural. Las tres primeras opciones tienen el objetivo de cambiar el sistema físico
natural, mientras que adaptación y retirada pretenden cambiar el sistema humano
(USACE,2003).
1.3 Tipos de estructuras de protección costeras
Como se describió anteriormente, las estructuras costeras son utilizadas principalmente

con el objetivo de prevenir los daños causados por la erosión costera y las
inundaciones; sin embargo, también existen otros propósitos para su uso, como la
protección de las instalaciones portuarias, la estabilización de los canales de
navegación y la protección tanto de las entradas como las salidas de agua. En la
siguiente tabla se presentan diferentes tipos de estructuras y sistemas, describiendo los
objetivos y funciones de cada una de ellas (ver tabla 1.1).
5
Tabla 1.1 Tipos de estructuras, su objetivo y función principal.
N° Tipo de estructura Objetivo Función principal
Separación entre la línea de costa y una
Prevenir o aliviar inundaciones de
1 Dique marino zona baja en tierra mediante una
zonas costeras bajas
estructura impermeable
Proteger tierra y estructuras de
2 Muro vertical (seawall) Refuerzo de una parte del perfil de playa
inundaciones y rebase
Proteger la línea de costa contra
3 Revestimiento Refuerzo de una parte del perfil de playa
la erosión
Malecón o mamparo de
4 Retener el suelo y prevenir
retención (Bulkhead) Refuerzo del banco de tierra costero
deslizamientos
Reducción del transporte longitudinal del
5 Espigones Prevenir la erosión de la playa
sedimento
Reducción de las alturas de olas en la
sección que protege la estructura y
6 Rompeolas costa afuera
Prevenir la erosión de la playa reducción del transporte litoral de
sedimentos
7 Rompeolas de arrecife Prevenir la erosión de la playa Reducción de la altura de olas en la costa
Retardar el movimiento offshore del
8 Dique sumergido Prevenir la erosión de la playa
sedimento
Acumulación de material en la porción
9 Dren de playa Prevenir la erosión de la playa
drenada de playa
Erosión del relleno artificial y duna en
Relleno artificial de playa Prevenir la erosión y proteger
10 lugar del material naturalmente
y construcción de duna contra inundaciones
depositado
Proporcionar abrigo a zonas Disipación de la energía del oleaje y/o
Rompeolas conectados a
11 portuarias y entradas de aguas reflexión de la energía del oleaje hacia el
la costa
contra olas y corrientes mar
Proporcionar abrigo a cuencas
Reducción de las alturas de olas
12 Rompeolas flotante portuarias y zonas de amarre
mediante reflexión y atenuación.
contra olas de corto periodo
Estabilizar canales de
Confinar corrientes y flujos de mareas,
navegación en las
13 Par de espigones (jetty) proteger contra aguas de tormenta y
desembocaduras de ríos y
contracorrientes
entradas de marea
Fuente: Coastal Engineering Manual (USACE, 2002)
6
1.4 Rompeolas
Los rompeolas son comúnmente utilizados alrededor del mundo como una medida de
protección costera, son diseñados con él objetivo de mitigar los procesos erosivos,
proteger las instalaciones de un puerto y proteger hábitats que están siendo
amenazados por las fuerzas destructivas del mar (USACE, 2003).
Si lo que se busca con la construcción de un rompeolas es proteger una línea de costa

relativamente corta, la construcción de un solo rompeolas sería la solución más
adecuada; sin embargo, si la línea de costa a proteger es extensa la mejor solución
sería la construcción de un sistema de rompeolas segmentado.
1.4.1 Sistema de rompeolas
Un sistema de rompeolas consta de múltiples estructuras separadas a lo largo de la

línea de costa y ubicadas paralelas a la costa en aguas poco profundas, de modo que
cada estructura refleje y disipe parte de la energía de las olas entrantes, lo que reduce
la altura de las olas en el lado protegido por la estructura y mitiga los procesos de
erosión costera en la zona. (USACE, 2002).
Los segmentos del sistema de rompeolas generalmente se construyen con una altura
de cresta que permita un rebase significativo durante las tormentas, sin alterar la
estabilidad de la estructura. Las estructuras de cresta baja son menos visibles y
distribuyen de una manera más uniforme el material litoral a lo largo de la costa. Los
rompeolas de cresta sumergida se usan en casos en los que no se desea estropear la
vista paisajística, pero representan un serio peligro para los barcos y nadadores si no
son correctamente señalizados (USACE,2003).
1.4.2 Rompeolas desvinculados de la costa
Los rompeolas costa afuera generalmente están ubicados paralelos a la orilla,

usualmente a profundidades entre 1.5 y 8 metros (Shore Protection Manual, 1984).
7
Estas estructuras poseen la característica de que al no estar conectadas a la costa
permiten que parte del transporte longitudinal de sedimentos continúe hacia las playas
adyacentes, reduciendo de este modo el riesgo de erosión.
Los rompeolas costa afuera buscan reducir la energía del oleaje incidente, lo que
provoca que se reduzca el arrastre y transporte de sedimentos por ola en la zona, por
lo tanto, la arena transportada desde regiones cercanas por la corriente o por la
circulación predominante tenderá a depositarse en el sotavento de la estructura, es
decir, tenderá a acumularse en la parte de la costa protegida por la estructura
causando la formación de salientes desde la costa. Sin embargo, si la longitud de la
estructura con respecto a la costa es lo suficientemente grande estas salientes podrían
conectarse con la estructura, formando tómbolos (ver figura 1.2), lo que generaría un
mayor riesgo de erosión en la parte de la costa cercana al último rompeolas de la serie,
por lo que podría ser necesario introducir una sección de transición en donde los
rompeolas se hacen gradualmente más pequeños y se colocan más cerca a la costa.
(USACE, 2002)
Figura 1.2 Formación de salientes y tómbolos

Fuente: CEM,2003
El tipo de rompeolas costa afuera más usado es el de enrocamiento; sin embargo, en

algunas partes del mundo los rompeolas han sido construidos con madera, estructuras
de concreto y hasta barcos hundidos.
8
1.4.3 Rompeolas de enrocamiento
El rompeolas tipo enrocado o montículo de piedras, es una estructura homogénea

formada de rocas suficientemente grandes como para resistir los desplazamientos y
empuje de la fuerza de las olas. Es una estructura muy permeable por lo que puede
causar demasiada penetración no solo de las olas sino de los sedimentos que se
encuentran en el área. Está conformado generalmente de un núcleo, compuesto de
material fino, el mismo que es recubierto por una capa filtro o capa intermedia que sirve
para prevenir la filtración del material fino del núcleo, y finalmente es recubierto por una
tercera capa denominada coraza o capa de armadura (ver Figura 1.3), este tipo de
estructuras se conocen también como estructuras multicapas (USACE,2002).
Figura 1.3 Rompeolas de enrocamiento

Fuente: CEM,2003
1.5 Usos de las estructuras costeras en el Ecuador
A lo largo del litoral ecuatoriano se pueden encontrar varias obras o estructuras

costeras, las cuales han sido construidas para cumplir diferentes propósitos, como: la
creación de zonas de abrigo para instalaciones portuarias, pesqueras y recreacionales,
la protección contra el oleaje e inundaciones, el encausamiento del flujo de agua o para
la recuperación de playa, entre otros. Entre las principales estructuras tenemos: muros
de protección, espigones, rompeolas y escolleras, las mismas que han sido construidas
en su mayoría con rocas de canteras, debido a la disponibilidad de material y al relativo
bajo costo de estas.
9
A continuación, se presentan algunos ejemplos de usos de estructuras de protección
costera a lo largo del litoral ecuatoriano:
1.5.1 Encausamiento de flujo de agua en camaroneras mediante el uso de

espigones
Esta configuración de estructuras toma usualmente el nombre de “jetties”, es común su

implementación en las instalaciones camaroneras debido a la necesidad de
abastecimiento de agua para las piscinas, así mismo pueden servir para la descarga de
aguas de desecho.
A lo largo del borde costero de la parroquia de Chanduy, y en Manglaralto se pueden

observar este tipo de estructuras. Utilizando las herramientas de Google Earth se pudo
determinar que aproximadamente estas estructuras tienen una longitud entre 60 y 80
metros para Chanduy y 200 metros para Manglaralto.
Figura 1.4 Espigones en la parroquia de Chanduy, provincia de Santa Elena

Fuente: Google Earth, 2018
10
a b
Figura 1.5 a) Ubicación del espigón en la parroquia de Manglaralto, provincia de Santa
Elena; b) Espigón de Manglaralto
1.5.2 Puertos Pesqueros Artesanales
Los puertos pesqueros artesanales son construcciones que cumplen las funciones de
crear una zona de abrigo, brindar servicio de acoderamiento para embarcaciones
artesanales y nodrizas, así como también facilitar el abastecimiento de combustibles,
hielo y demás insumos necesarios para realizar su actividad. Podemos encontrar este
tipo de construcciones en Anconcito, Jaramijó y San Mateo, provincia Santa Elena.
Figura 1.6 Puerto pesquero artesanal de Anconcito, provincia de Sana Elena

11
Figura 1.7 Puerto pesquero artesanal de Jaramijó, provincia de Santa Elena
Figura 1.8 Puerto pesquero artesanal de San Mateo, provincia de Santa Elena
12
1.5.3 Desarrollo portuario
1.5.3.1 Puerto de Manta

De acuerdo con la información obtenida del portal de la Autoridad Portuaria de Manta,
sus instalaciones cuentan con dos muelles de espigón que suman 800 metros lineales,
con un ancho de plataforma de 45 metros cada uno y una profundidad de hasta 12
metros; capaces de recibir simultáneamente 4 embarcaciones, que podrían ser: buques
portacontenedores, graneleros, carreros, pesqueros y cruceros.
1.5.3.2 Puerto de Esmeraldas

De acuerdo con la información obtenida del portal de la Autoridad Portuaria de
Esmeraldas, este puerto cuenta con 3 muelles, uno de los cuales posee una
profundidad de 11,5 metros; el área donde se encuentran los muelles está protegido
mediante rompeolas, formando una dársena de 42 hectáreas.
Figura 1.9 Puerto de Manta, provincia de Manabí

13
Figura 1.10 Puerto de Esmeraldas, provincia de Esmeraldas
1.5.4 Desarrollo Turístico
En Ecuador existen estructuras de protección costera con el fin de brindar una zona de
abrigo a áreas turísticas y además de proporcionar espacio de acorderamiento para
embarcaciones recreacionales. Podemos encontrar estas estructuras en el Yacht Club
de Salinas, Puerto Lucia Yacht Club, Royal Decameron-Puna Centinela, Marclub de
Punta Blanca y el Club Casa Blanca en Esmeraldas.
14
Figura 1.11 Yacht Club-Salinas, provincia de Santa Elena
Figura 1.12 Puerto Lucia Yacht Club, provincia de Santa Elena

15
Figura 1.13 Royal Decameron, provincia de Santa Elena
Figura 1.14 Marclub- Punta Blanca, provincia de Santa Elena

16
Figura 1.15 Club Casa Blanca, provincia de Esmeraldas
1.5.5 Protección y Recuperación de Playa
Los espigones y rompeolas son estructuras comunes para cumplir el objetivo de

recuperación de playa. Los espigones perpendiculares a la playa actúan como barrera
para el transporte litoral de sedimentos. Los rompeolas costa afuera tienen la función
de reducir la energía del oleaje, lo que tendrá como consecuencia la mitigación de
procesos erosivos; además, pueden ser diséñanos para que se produzca acreción de
playa. En el Ecuador podemos encontrar este tipo de estructuras en San Vicente,
provincia de Manabí; Bajo Alto, provincia de El Oro; La Libertad, provincia de Santa
Elena y Jambelí, provincia de El Oro.
17
Utilizando las herramientas de Google Earth se pudo determinar un aproximado de las
longitudes de las estructuras. Los espigones de San Vicente tienen una longitud de 60-
80 metros, los rompeolas de Bajo Alto tienen una longitud aproximada de 115 metros, y
los espigones aproximadamente 180 metros; los rompeolas de La Libertad tienen una
longitud aproximada de 80-100 metros; los rompeolas de Jambelí tienen longitudes de
90-100 metros y los espigones de aproximadamente 125 metros.
Figura 1.16 San Vicente, provincia de Manabí

18
Figura 1.17 Bajo Alto, provincia del Oro
Figura 1.18 La Libertad, provincia de Santa Elena

19
Figura 1.19 Rompeolas en Jambelí, provincia del Oro
20
CAPÍTULO 2
2. DESCRIPCIÓN DEL MEDIO FÍSICO
2.1 Características generales del área
La comuna Libertador Bolívar también conocida como la comuna “Atravezado” debido

al el río que atraviesa el pueblo, está ubicada en la parroquia Manglaralto del cantón
Santa Elena, provincia Santa Elena en el Km 50 vía Ruta E15 o Ruta Spondylus
(misma que se extiende desde Ballenita en la Provincia de Santa Elena hasta La
Rinconada en el límite con la Provincia de Manabí). Fue denominada como comuna el
20 de octubre de 1940 y tiene una extensión de 1.476 hectáreas. Limita al norte con la
comuna San Antonio, al sur con la comuna Valdivia, al este con la comuna Sitio Nuevo
y al oeste con el Océano Pacífico. (Gobierno Autónomo Descentralizado Parroquia
Manglaralto, 2019)
Figura 2.1 Ubicación de Libertador Bolívar

Fuente: Carta-SGR-CITs-240154918-Libertador Bolívar,2018
21
La zona posee una playa bastante recta de unos aproximadamente 3100 m de longitud
y 100 m de ancho. En cuanto a la flora del sector podemos encontrar en sus cerros
vegetación de bosque seco y especies como Musa x paradisiaca (banano) y Cocus
nucifera (cocos) y en cuanto a fauna se observan especies como el Ucides occidentalis
(cangrejo), Pelecanus occidentalis (pelicano) y Gasterópodos (caracol). Su población
se dedica principalmente al comercio, gastronomía y turismo, por medio de la actividad
del parapente. A sus alrededores se pueden observar casas, talleres de artesanías,
tiendas de productos comerciales, comedores, bares, etc.
2.2 Climatología y Meteorología
La posición geográfica del Ecuador y la diferencia de alturas que existe gracias a la

cordillera de los Andes son las principales razones por la cual el país posee una gran
diversidad de microclimas. El Ecuador se encuentra ubicado en el cinturón de bajas
presiones atmosféricas donde se localiza la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT)
lo que provoca que ciertas zonas reciban la influencia alternativa de masas de aire con
diferentes características de temperatura y humedad. (Instituto Nacional de
Meteorología e Hidrología del Ecuador, s.f.). Según Cornejo, (1999) en su reporte
“Climatología de la zona costera ecuatoriana”, en la costa del Ecuador se presentan
dos estaciones; una seca y una húmeda, la estación seca se presenta en los meses de
mayo a noviembre y la lluviosa de diciembre a abril.
En la provincia de Santa Elena las condiciones de aridez son predominantes. Según la

clasificación climática de Köppen el clima en Manglaralto entra en la categoría de un
clima BWh que corresponde a un clima árido cálido o un clima tropical seco. Las
temperaturas medias anuales son de aproximadamente 24°C, las máximas rara vez
superan 32°C y las mínimas son de aproximadamente de 16°C. Las precipitaciones
anuales son menores a 500 mm y están concentradas en una solo estación lluviosa.
(Gobierno Autónomo Descentralizado Parroquia Manglaralto, 2019)
En Ecuador existen varias instituciones encargadas de monitorear los cambios en el

clima en un tiempo determinado, dentro de estas instituciones tenemos al El Instituto
Nacional de Meteorología e Hidrología INAMHI, el cual cuenta con una red expandida
22
de estaciones meteorológicas, ubicadas a lo largo de todo el país. En la siguiente
figura 2.2 se puede observar la red meteorológica con que cuenta el INAMHI.
Figura 2.2 Red de estaciones meteorológicas, administradas por el INAMHI.

Fuente: INAMHI, 2018
El Instituto Oceanográfico de la Armada – INOCAR es otro de los centros que cuenta

con una red de estaciones meteorológicas ubicadas alrededor de la costa ecuatoriana,
en la siguiente figura 2.3 se observa las estaciones meteorológicas del INOCAR.
Figura 2.3 Red de estaciones meteorológicas, administradas por el INOCAR.

Fuente: INOCAR, 2018
23
2.3 Precipitación
La precipitación es el parámetro que marca el cambio de estación climática en el

Ecuador, su patrón responde a cambios latitudinales de la Zona de Convergencia
Intertropical, que durante los meses de diciembre y abril se ubican bajo la línea
ecuatorial.
Para el análisis de la precipitación del área de estudio se tomaron los datos

provenientes de la estación meteorológica ubicada en La Libertad y perteneciente al
INOCAR. Mediante su sitio web se puedo obtener el registro histórico de las
precipitaciones acumuladas en La Libertad (ver figura 2.4), en donde se puede
observar que las mayores precipitaciones se dieron durante los años Niño 1982-1983 y
1997-1998, con valores cercanos a los 3000 milímetros.
Figura 2.4 Precipitaciones acumuladas, La Libertad - INOCAR.

De la misma manera, según información meteorológica publicada por la UNESCO en el

Atlas Pluviométrico del Ecuador (Cedeño & Donoso, 2010), donde se identificó a la
Península, como Región 10. Se observó que la precipitación en el área de la Península
está estrechamente relacionada con la presencia de los eventos “El Niño”,
registrándose las mayores precipitaciones, de igual manera, se define el régimen de
24
precipitación mensual, obteniendo que los meses de febrero y marzo son los que
presentan la mayor intensidad, como se muestra en la siguiente figura 2.5.
Figura 2.5 Precipitaciones en La Libertad.

Fuente: UNESCO, 2010
2.4 Temperatura
Para el presente estudio se tomó como referencia los datos de los últimos 10 anuarios
meteorológicos del INAMHI de las estaciones MB06 (2003-2009) y M1170 (2011-2013)
del cantón de Santa Elena que se encuentra aproximadamente a 27 km de distancia de
Playa Bruja de la comuna de Libertador Bolívar.
Los valores mínimos y máximos durante este periodo oscilan entre 16.8°C -18.9°C y
30.3°C - 32.5°C; además, se promediaron los valores de temperaturas mensuales con
lo que se observó que las mayores temperaturas se registran en los meses de época
seca con sus máximos durante el mes de marzo, mientras que las menores
temperaturas en los meses de época humada teniendo las mínimas en el mes de
agosto.
25
Figura 2.6 Anomalía de temperatura promedio, Salinas-Guayas.
Durante eventos El Niño Oscilación Sur (ENOS) se registran aumentos en la

temperatura como el de 1997-1998 donde se registraron anomalías positivas de TA de
+4.2°C y TSM de +3.2 (E. Zambrano, 2000); por el contrario, durante Eventos La Niña
se registran anomalías negativas, como las del evento del 1968 con -2°C.
Figura 2.7 Anomalía de temperatura promedio, Salinas-Guayas.

26
2.5 Vientos
Sobre la zona de la Costa interactúan los vientos alisios del Sudeste con dos
circulaciones locales: la brisa generada por las variaciones de temperatura entre el
continente y el océano, y la circulación valle-montaña por el dominio de la Cordillera de
los Andes, esta interacción da lugar a vientos más irregulares en la zona costera como
se puede observar en el siguiente mapa de vientos de la costa este del Pacífico.
Figura 2.8 Velocidad y Dirección del Viento en la Costa Este del Pacífico (Knots)
Fuente: Passage Weather, 2017
Para Cardin-Cornejo los vientos en estas zonas presentan una tendencia ascendente
en su magnitud desde julio a noviembre, mes a partir del cual la intensidad del viento
empieza a decaer monotónicamente hasta encontrar su mínima expresión entre los
meses de marzo y abril, para luego incrementarse nuevamente hasta su máximo valor
durante el mes de noviembre.
27
CAPÍTULO 3
3. OCEANOGRAFÍA Y PROCESOS COSTEROS
3.1 Circulación off shore
Los estudios de las corrientes costeras son de fundamental importancia para el

entendimiento de los distintos procesos costeros que influyen directamente sobre la
región litoral (Allauca & Lucero, 1992). Las aplicaciones de estos estudios son
múltiples, desde fines pesqueros hasta fines ingenieriles, puesto que se requiere cierta
información básica para la toma de decisiones durante el planeamiento, diseño,
operación y mantenimiento de obras de ingeniería costera. El objetivo de esta
componente es la caracterización de los patrones de circulación que rigen en la zona
costera del área de estudio (ver figura 3.1) mediante el seguimiento de las trayectorias
simultaneas de un arreglo de flotadores, comúnmente conocido como el método
Lagrangiano, este es un método empleado frecuentemente en estudios de circulación
costera.
Para este estudio se realizaron dos salidas en sicigia y dos en cuadratura, estas salidas
se realizaron durante los meses de junio, julio y agosto del presente año. Para
determinar la fase lunar en la cual se realizarán las mediciones, se tomó como
referencia las tablas de mareas elaboradas por el Instituto Oceanográfico de Armada
(INOCAR) correspondiente a la estación de Monteverde, ubicada aproximadamente a
20 km de la comuna Libertador Bolívar.
3.1.1 Área de estudio
El área de estudio cubierta durante los distintos muestreos fue de aproximadamente

3000 metros a lo largo de la línea de playa, cubriendo en su totalidad Playa Bruja, el
malecón de Libertador Bolívar y parte sur de su playa, y extendiéndose hasta 1000m
28
costa afuera durante las distintas salidas de campo, en la tabla 3.1 se muestran las
fechas, periodos de tiempo y fase de marea en las cuales se realizaron las mediciones.
Tabla 3.1 Fechas e intervalos de tiempo para toma de datos - veleteo

Fase de Marea Fecha Periodo de Tiempo
16 junio 2018 10h16-15h12

Sicigia
14 agosto 2018 11h33-14h10
7 julio 2018 10h21-15h47

Cuadratura
21 julio 2018 11h01-13h05
Figura 3.1 Ubicación del área de estudio

Elaboración: Las autoras, 2018
3.1.2 Metodología
Como metodología de medición se escogió el método Lagrangiano, el cual permite

estudiar el comportamiento de una partícula en el agua que se mueve a través del
espacio y el tiempo, esta técnica lleva el registro de la posición de un flotador en la
29
parcela de agua ya sea en la superficie o a cierta profundidad, la velocidad promedio
en cierto periodo de tiempo es calculada como la distancia entre la posición inicial y
final dividida para el tiempo en el que se recorrió dicha distancia (Steward, 2008).
Para el estudio de la circulación por el método lagrangiano se utilizaron veletas

superficiales y subsuperficiales con un anclaje de un metro y tres metros
respectivamente, estas veletas fueron transportadas por medio de una lancha de fibra
de vidrio con motor fuera de borda y posicionadas mediante un GPS, se tomaron
registros de sus nuevas posiciones aproximadamente cada media hora y si estas
veletas se llegaban a ubicar muy cerca de la rompiente, se recogían y se volvían a
posicionar más atrás.
Como resultado se presenta un breve análisis del comportamiento de las veletas por
salida, las trayectorias de cada siembra de veletas, y tablas con las velocidades
promedio de las veletas superficiales y subsuperficiales por siembra, así como también
las velocidades mínimas y máximas por salida.
a b c
Figura 3.2 Método lagrangiano
(a) Siembra de veleta; (b) Veleta posicionada y (c) Toma de datos
3.1.2.1 Salida 16 junio 2018 - Sicigia 10h16-15h12

Las mediciones se llevaron a cabo desde las 10h16 hasta las 15h12 en las cuales se
realizaron cuatro siembras de veletas aproximadamente a 600m costa afuera y
alrededor de 300m de separación entre cada una, en total contamos con 3 veletas
subsuperficiales y 2 superficiales.
30
El comportamiento de la marea en el periodo de tiempo de las mediciones se registra
en el en la tabla 3.2, de acuerdo con esta información, las mediciones comenzaron en
reflujo y terminando en flujo, pasando por un cambio de marea.
Tabla 3.2 Tabla de marea 16/06/2018

16/06/2018
Sábado
Hora Altura (m) Comportamiento de marea
05:35 2,46 P
11:43 0,17 B
17:41 2,31 P
En general, las veletas mantuvieron una dirección al noreste y no se evidenció un

cambio significativo que indique el cambio de marea. En su mayoría las velocidades de
las veletas superficiales fueron mayores que las subsuperficiales.
Figura 3.3 Primera siembra de veletas – 16/06/2018

31
Figura 3.4 Segunda siembra de veletas – 16/06/2018
Figura 3.5 Tercera siembra de veletas – 16/06/2018

32
Figura 3.6 Cuarta siembra de veletas – 16/06/2018
Tabla 3.3 Velocidades promedio de veletas superficiales y subsuperficiales - 16/06/2018
Siembra1 Siembra2 Siembra 3 Siembra 4
10:16 - 11:21 11:25 - 13:11 13:13 – 14:12 14:14 – 15:12
Veletas Superficiales (cm/s) 5,29 6,54 7,52 7,84
Veletas Subsuperficiales (cm/s) 3,91 7,12 5,96 6,47
Tabla 3.4 Velocidades máximas y mínimas de veletas superficiales y subsuperficiales -

16/06/2018
Vmin (cm/s) hora Vmáx. (cm/s) hora
Veletas Superficiales 3,78 10:20-11:00 8,85 13:46-14:10
Veletas subsuperficiales 1,67 10:27-10:55 9,67 11:31-11:56
33
3.1.2.2 Salida 7 Julio 2017 -Cuadratura 10h21-15h47
realizaron cuatro siembras de veletas aproximadamente a 700m costa afuera y
alrededor de 400m de separación entre cada una, en total se contó con 2 veletas
subsuperficiales y 2 superficiales.
De acuerdo con la tabla de mareas del INOCAR, las mediciones se realizaron

solamente en la fase de reflujo con cual esperaríamos tener velocidades mínimas al
comienzo de las mediaciones y luego estas comenzarían a aumentar, sin embargo, se
debe tomar en cuenta un retraso en el cambio de marea debido a la inercia propia de la
masa de agua.
Tabla 3.5. Tabla de marea 07/07/2018

07/07/2018
Sábado
03:49 0,84 B
10:14 2,05 P
16:40 0,76 B
22:57 1,86 P
Como podemos observar en la tabla resumen de velocidades promedio, el

comportamiento de todas las veletas sigue el patrón de reflujo, sus velocidades son
mínimas al principio debido al cambio de marea y comienzan a aumentar
progresivamente, se esperaría que luego estas disminuyan al acercarse nuevamente a
la estoa. La tendencia de la dirección de las veletas fue hacia el noreste.
34

35
Figura 3.10 Cuarta siembra de veletas – 07/07/2018

36
Siembra 1 Siembra2 Siembra 3 Siembra 4
Veletas Superficiales (cm/s) 1,93 4,75 5,67 6,74
Veletas Subsuperficiales (cm/s) 2,22 2,67 3,50 3.59

07/07/2018
Vmin (cm/s) hora Vmáx (cm/s) hora

Veletas Superficiales 0,75 10:21 - 11:01 7,91 15:19 – 15:47
Veletas subsuperficiales 0,93 10:24 – 10:59 5,28 13:24 – 14:02
3.1.2.3 21 Julio 2018 Cuadratura 11h33-14h10

realizaron tres siembras de veletas aproximadamente a 700m costa afuera y alrededor
de 350m de separación entre cada una, en total contamos con 3 veletas
subsuperficiales y 3 superficiales. De acuerdo con la tabla de marea del INOCAR las
mediciones se dieron en la etapa de reflujo.

21/07/2018
Sábado
04:20 0,84 B
10:38 2,12 P
17:16 0,74 B
23:31 1,80 P
37
Tal como podemos observar en la tabla resumen de velocidades promedio, las
velocidades máximas se dan al comienzo de las mediciones y luego disminuyen
progresivamente, esto nos indica que se está llegando nuevamente a un cambio de
marea. El flujo al inicio de las mediciones es hacia el sureste y luego, al final de las
mediciones cambia hacia el noreste.
De acuerdo con lo observado en estas mediciones podríamos inferir que el movimiento

de las mareas y de la circulación costera son independientes, debido a que durante
mediciones pasadas que se dieron en la fase de reflujo, la dirección de las veletas se
daba hacia el noreste; sin embargo, durante el comienzo de esta salida esto no
sucedió, y solo comenzaron a cambiar alrededor de las 3 pm; otro factor que pudo
haber influenciado son los vientos locales.

38

39
Siembra 1 Siembra2 Siembra 3

Veletas Superficiales (cm/s) 4,72 4,11 3,55
Veletas Subsuperficiales (cm/s) 4,42 3,08 3,31

21/07/2018
Vmin (cm/s) hora Vmáx (cm/s) hora
Veletas Superficiales 1,72 15h34-16h05 5,93 12h57-13h21
Veletas subsuperficiales 2,57 13h45-14h16 4,93 12h53-13h23
14 agosto 2018 Sicigia 11h01 – 13h05

Las mediciones se llevaron a cabo desde las 11h01 hasta las 13h05, la siembra de
veletas se realizó aproximadamente a 900m costa afuera y alrededor de 300m de
separación entre cada una, en total se contó con 3 veletas subsuperficiales y 2
superficiales. De acuerdo con la tabla de mareas del INOCAR las mediciones se
llevaron a cabo en la fase de reflujo. Los promedios de las veletas superficiales fueron
mayores que las subsuperficiales con 7,63 y 6,66 respectivamente; además, las
velocidades de todas las veletas aumentaron al final de las mediciones en comparación
con su primera medición. Todas las veletas registraron una dirección al noreste.

14/08/2018
Sábado
05:48 2,75 P
12:03 0,25 B
18:03 2,52 P
40

21/07/2018
Velocidad min (cm/s) hora Velocidad máx. (cm/s) hora
Veletas Superficiales 6,90 11h10-11h50 9,69 11h06-11h53
Veletas subsuperficiales 4,99 11h52-12h26 11,96 11h49-12h29
3.1.3 Conclusiones
No se puedo observar una tendencia constante de los patrones de circulación y las

fases de marea durante los diferentes periodos de medición; sin embargo, se observa
la presencia de un flujo de agua dominante en dirección N-NO en etapa flujo y NE-SE
en etapa reflujo.
Durante las fases de sicigia se registran las velocidades máximas, mientras que
durante las fases de cuadratura se registran las velocidades mínimas; de igual manera
se observa que las velocidades promedio de las veletas superficiales son mayores que
41
las velocidades promedio de las veletas subsuperficiales, tanto en sicigia como en
cuadratura, esto se debe a que las veletas superficiales además de estar influenciadas
por la marea se encuentran influenciadas por la acción del viento.
Tabla 3.13 Resumen de las velocidades de las veletas superficiales y subsuperficiales de

todas las mediciones
Fase de Marea
Veleta Velocidad (cm/s) Sicigia Cuadratura
16-jun 14-ago 7-jul 21-jul
Máxima 8,85 9,69 7,91 5,93
Mínima 3,78 6,90 0,75 1,72
Superficial
Promedio 6,80 7,63 4,78 4,13
Promedio superficial 7,22 4,46
Máxima 9,67 11,96 5,28 4,93
Mínima 1,67 4,99 0,93 2,57
Subsuperficial
Promedio 5,87 6,66 2,99 3,60
Promedio subsuperficial 6,27 3,30
Además, en el Anexo A se pueden encontrar las tablas de los registros individuales de

direcciones y velocidades de cada salida.
42
3.2 Mareas
Para realizar un diseño de obra costera es de gran importancia determinar las

variaciones del nivel del mar en la zona de interés. Para esto se deberá analizar la
información histórica disponible, tomando en cuenta los valores promedios y extremos
encontrados, así como las variaciones del nivel del mar durante eventos extremos.
Las variaciones del nivel del mar causadas por las mareas se deben a la fuerza
gravitacional que ejercen la Luna y el Sol sobre la Tierra. La Luna realiza una
trayectoria elíptica alrededor de la Tierra y cuando estos astros se encuentran
alineados, es decir la Luna entre Tierra y el Sol y la Tierra entre la Luna y el Sol, luna
nueva y luna llena respectivamente, existirá una mayor fuerza gravitacional,
produciendo pleamares más altas y bajamares más bajas, esto lo conocemos como
mareas de sicigia; por el contrario, cuando la posición entre la Luna y el Sol
corresponde a cuarto menguante y cuarto creciente la fuerza de atracción gravitacional
del Sol y la Luna se contrarrestan y las mareas son pequeñas, estas mareas son
llamadas mareas de cuadratura o mareas muertas. En Ecuador tenemos un tipo marea
semidiurna, es decir, que en el transcurso de un día lunar hay dos pleamares y dos
bajamares, el nivel que alcanza el mar en las dos pleamares no son iguales, lo mismo
ocurre con las bajamares;
Anualmente existen dos eventos donde se producen sicigias “extremas”, debido a que
el Sol se encuentra más cerca del ecuador, estas se dan durante el equinoccio de
otoño y equinoccio de primavera, aproximadamente el 21 de marzo y 21 de septiembre,
los cuales marcan los cambios de estación en los hemisferios norte y sur. Debido a
que el Ecuador se encuentra en latitudes bajas no se registra un cambio estacional
marcado, sin embargo, se esperaría que se presente un mayor rango de marea mayor
comparado a los valores promedio.
Para este estudio se tomó como referencia el pronóstico de marea de la estación de

Monteverde del INOCAR, debido a que es la más cercana al área de estudio,
aproximadamente a 20 kilómetros. Se analizaron los datos de las tablas de marea de
los tres últimos años, y se procedió a calcular los siguientes promedios y niveles de
mar:
43
Tabla 3.14 Niveles de Referencia
Nivel de Referencia
HT High Tide o marea alta, es el máximo nivel de marea de una serie de datos
MHWS Mean High Water Spring o nivel medio de pleamar en sicigia, es altura media deducida de una
serie de datos de las alturas de las pleamares de sicigias.
MHW Mean High Water o nivel medio de pleamares, es el promedio de pleamares en un periodo de
observación
MHWN Mean High Water Neaps o nivel medio de pleamares de cuadratura, es altura media deducida
de una serie de datos de las alturas de las pleamares de cuadratura.
MTL Mean Tide Level o nivel medio de marea, promedio de pleamares y bajamares registradas en
un periodo de tiempo.
MLWN Mean Lowest Water Neaps o promedio de bajamares de cuadratura, es altura media deducida
de una serie de datos de las alturas de las bajamares de cuadratura.
MLW Mean Lowest o promedio de bajamares, es el promedio de las bajamares de una serie de
datos.
MLWS Mean Lowest Water Spring o promedio de bajamares de sicigia, es altura media deducida de
una serie de datos de las alturas de las bajamares de sicigia.
LW Lowest Water o Nivel mínimo de agua, es el mínimo nivel de agua de una serie de datos
Debido a los efectos producidos por la fricción del fondo oceánico y por la inercia propia
de la masa de agua, es posible que se produzca un retraso en los valores máximos y
mínimos de la marea, por lo que para este estudio se tomó en consideración el día
posterior respecto a la fase lunar correspondiente a sicigia y cuadratura.
Tabla 3.15 Cálculo de niveles de referencia en la estación Monteverde

Monteverde **Monteverde
Nivel de Referencia Terminología
(referencia MLWS) (referencia MLWS)
Pleamar máxima HT 2,80 2,80
Promedio de pleamares de sicigia MHWS 2,34 2,39
Promedio de pleamares MHW 2,17 2,17
Promedio de pleamar en cuadratura MHWN 1,99 1,94
44
Nivel medio de marea MTL 1,32 1,32
Promedio de bajamares en cuadratura MLWN 0,65 0,74
Promedio de bajamares MLW 0,48 0,48
Promedio de bajamares de sicigia MLWS 0,27 0,21
Bajamar mínima LW -0,30 -0,30
- valores correspondientes al día posterior de la fase lunar.
Se observa que los valores de pleamaremás altas y bajamares más bajas se registran
durante el día posterior a la fase lunar correspondiente a sicigia y cuadratura, por lo
que para los cálculos de amplitudes de marea se tomó como referencia estos valores.
La amplitud de la onda de marea predominante en sicigia de es 2.18 metros y en
cuadratura de 1.20 metros, alcanzando una amplitud extrema de 3.10 metros.
Tabla 3.16 Cálculo de rangos de marea en la estación Monteverde
Concepto Terminología Monteverde Ref.MLWS

Rango de mareas extremas HT- LW 3,10
Rango de mareas de sicigia MHWS-MLWS 2,18
Rango de mareas de cuadratura MHWN-MLWN 1,20
Rango de mareas MHW-MLW 1,69
A continuación, se encuentran representados los datos de marea registrados durante el

año 2018 en la estación de Monteverde:
Figura 3.15 Marea Monteverde 2018

45
3.2.1 Conclusiones
3.2.1.1 Nivel Medio del Mar

Se registran variaciones considerables del nivel medio del mar durante eventos
extremos como los del fenómeno de El Niño, en los cuales se han observado
anomalías positivas de hasta 47 cm, debido a que este fenómeno un evento recurrente
se tomará como referencia para el diseño de obra un aumento del nivel del mar 50cm
debido a este fenómeno.
3.2.1.2 Marea
Los niveles de marea en Playa Bruja más útiles para el diseño de las obras de
protección, referidos al MLWS (promedio de las bajamares de sicigia), son los
siguientes:
− HT (High Tide o Marea Alta): 2,8 metros sobre el MLWS.

− MHWS (Mean High Water Spring o Promedio de Bajamares de Sicigia): 2,39 m
sobre el MLWS.
− MSL (Mean Sea Level o Nivel Medio del Mar): 1,32 m sobre el MLWS.
− MLWS (Mean Lowest Water Spring o Promedio de Bajamares de Sicigia): 0.21
metros sobre el MLWS
Además, el rango de mareas extremas es de 3.1 metros y el rango de mareas de
sicigia es de 2.18 metros.
46
3.3 Oleaje
3.3.1 Introducción
Estudiar los efectos del oleaje sobre las costas es de vital importancia para llevar a
cabo obras marino-costeras. La comprensión de su dinámica a través de modelos
numéricos que permitan predecir el comportamiento del oleaje en la zona o área de
estudio permite al diseñador prevenir daños severos en las estructuras marinas que se
estén llevando a cabo, como diques, buques u otras estructuras en alta mar. Sin
embargo, el diseño estructural no sólo está en función de las características del oleaje
sino también de otras variables como los vientos y la marea, que al combinarse
incrementan o disminuyen el riesgo de la estructura, así como su vida útil.
3.3.2 Oleaje en la costa ecuatoriana
En la zona litoral, la acción de las olas puede tener diferentes efectos sobre ella.
Cuando las olas son grandes y los periodos prolongados, pueden mover el sedimento,
causando erosión en la playa (efecto destructivo), por el contrario, si las olas son
pequeñas y de corta duración, pueden acumular arena hasta formar una playa (efecto
constructivo) (Gonzales Linares, 2017).
Las olas que rompen sobre la playa disipan una gran cantidad de energía potencial
acumulada, sacando del reposo a los sedimentos y trasportándolos a lo largo de la
costa y en sentido transversal a esta. Este transporte es realizado por las corrientes
litorales que son originadas por los efectos de las olas rompientes. (Sánchez Cuadros,
2003).
El oleaje incidente en la costa ecuatoriana proviene principalmente de olas de aguas

lejanas, denominadas mar de fondo o “swell” formadas por perturbaciones atmosféricas
como el viento o las tormentas, provenientes de las aguas lejanas del Océano Pacífico
y se caracterizan por ser ondas de aspecto sinusoidal, con periodos que van entre 10 y
25 s, viajando grandes distancias desde su punto de generación. En los meses de julio,
agosto y septiembre se generan olas por el viento local con períodos menores a 5 s,
dejando un mar agitado con olas encrespadas y continuas (Mindiola Robayo & Recalde
Mosquera, 2008).
47
La agencia científica NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration,
encargada del monitoreo climático de las costas americanas, ofrece en su portal web
varios modelos climáticos para la zona del Océano Pacífico, como el modelo NWWW3,
el cual muestra las zonas de generación de olas provocadas por la incidencia de los
llamados Fetch. Las olas generadas por el viento son olas sucesivas e irregulares, que
varían en altura, y tienden a viajar en grupos de olas bajas y altas. En figura 3.16 se
muestra una zona de generación Fetch localizada al sur del Ecuador, teniendo que
para las costas del Ecuador arriban olas entre alturas de 1 m y 1.5 m, rango de altura
promedio para el mes de agosto del año 2018.
Figura 3.16 Generación de Zonas de Fetch en el Océano

Fuente: NOAA, 2018
3.3.3 Oleaje en el área de estudio
Playa Bruja se encuentra expuesta a un oleaje incidente proveniente de los frentes de

olas de las direcciones entre 205° y 330°, el mismo que provoca, especialmente en
aguajes, el deterioro del enrocado construido para defender la carretera. Según Vera,
Lucero y Mindiola, en su estudio realizado sobre la “Caracterización Oceanográfica de
48
la Costa Central Ecuatoriana entre la Punta del Morro y Jaramijó 2009”, en el cual se
utilizaron sensores de presión configurados para medir altura de ola y periodo cada
hora o cada tres horas entre noviembre 2006 y abril 2007, se determinó que los meses
de mayor energía del oleaje en el sector de Monteverde fueron marzo y abril, en los
cuales se registró la máxima altura del período de medición (3.69m). Este valor de
altura de ola se encuentra dentro del porcentaje de ocurrencia del 0,4 %, siendo un
valor de referencia de altura máxima en el sector.
En el estudio realizado por Allauca y Cardín sobre el “Análisis de olas en la costa

central del Ecuador 1987” se presenta las estadísticas de alturas significativas (Hs) y
períodos medios (T), con datos registrados durante los años 1979 – 1986, para cuatro
zonas localizadas en varios sectores de la costa ecuatoriana, entre los cuales se
encuentra también el sector de Monteverde. Para este sector se pudo determinar que
la mayor ocurrencia de alturas significativas se concentra en el rango comprendido
entre 0,3 y 0,7 metros con un 67% de ocurrencia.
3.3.4 Olas visuales
3.3.4.1 Metodología y análisis de estimación

Con el fin de establecer los parámetros básicos del oleaje (altura, periodo, dirección,
etc.) para el diseño de la estructura de protección, se realizaron observaciones de las
características litorales en el área de estudio, durante 5 horas en intervalos de cada
media hora. Estas observaciones se realizaron en tres estaciones ubicadas a lo largo
de los 1.8 km de playa (ver figura 3.17), tomando en cuenta las dos fases de marea;
sicigia y cuadratura.
49
Figura 3.17 Ubicación de las estaciones en Playa Bruja
Las características litorales observadas fueron: altura de ola (metros), periodo de ola
(segundos), tipo de ola rompiente (surging, spilling, plunging), ángulo de aproximación
del oleaje, ancho de la zona de surf (metros) y distancia de la línea de playa a la
rompiente (metros).
La altura de ola se determinó de manera visual realizando 10 mediciones consecutivas

en cada intervalo de medición. Para determinar el periodo se cronometró el tiempo
acumulado en observar 11 crestas de olas rompientes consecutivas, con lo que luego
se sacó un promedio. El ángulo de aproximación del oleaje fue determinado por medio
de una brújula ubicada en tierra y el ancho de la zona de surf y la distancia de la línea
de playa a la rompiente fueron determinadas de manera visual.
50
3.3.4.2 Alturas y periodos de olas visuales
Los valores de altura significativa obtenidos mediante las observaciones realizadas en
el área de estudio varían entre 0,10 y 2,00 m, siendo las olas con alturas entre 0,4 y
0,80 las más frecuentes como se muestra en la figura 3.18 a continuación.
Figura 3.18 Histograma de Frecuencia de Altura Significativa para el Área de Estudio

El promedio diario de altura de ola visual medida a través de las tres estaciones está en
0,66 m para la fase de cuadratura y 0,69 m para sicigia. En la estación 2 se presentan
los mayores valores de altura promedio para la fase de cuadratura y en la estación 3
para la fase de sicigia. Las olas con una altura entre 0,50 y 0,80 son las más frecuentes
en ambas fases de marea. (Ver tabla 3.17)
51
Tabla 3.17 Altura promedio de ola rompiente por estación en Libertador Bolívar.
Altura promedio de olas rompientes (m)
Fase Promedio Sicigia Promedio Cuadratura
E1 0,65 0,55
E2 0,70 0,85
E3 0,73 0,56
Total 0,69 0,66
En la tabla a continuación se presentan las máximas alturas de ola rompiente obtenidas

mediante las observaciones se encuentran en un rango entre 0,90 m y 1,45 m para
cuadratura, y para la fase de sicigia se aprecia un ligero incremento encontrándose en
un rango entre 1,25 m y 1.65 m.
Tabla 3.18 Altura máxima de ola rompiente por estación en Libertador Bolívar.
Alturas máximas de olas rompientes (m)
Fase Promedio Sicigia Promedio Cuadratura

E1 1,25 1,10
E2 1,25 1,45
E3 1,65 0,90
Total 1,38 1,15
De igual manera se graficaron las olas visuales por estación correspondientes a las
cuatro salidas de campo realizadas en ambas fases de marea; dos en sicigia (16 de
junio y 14 de agosto) y dos en cuadratura (7 de julio y 21 de julio). (Ver Anexo B)
En lo referente al periodo de ola rompiente los valores promedios obtenidos durante las
mediciones realizadas en las tres estaciones se encuentran en un rango entre 11.60 y
15.01 segundos para la fase de cuadratura y entre 13.19 y 15.30 segundos para la fase
de sicigia, siendo 14 segundos el periodo más frecuente para ambas fases.
52
Tabla 3.19 Periodo promedio de ola rompiente por estación en Libertador Bolívar.
Periodo promedio de olas rompiente (s)
Fase Sicigia Cuadratura
E1 13,77 13,54
E2 15,30 15,01
E2 13,19 11,60
Total 14,09 13,39
Los datos confirmaron que Playa Bruja está expuesta a un oleaje de alta energía, con
olas rompientes que pueden sobrepasar el metro de altura. Comparando las dos fases
de marea, se pudo observar que mayores valores de altura de ola rompiente se
encontraban en la fase de marea de sicigia con un rango entre 1.25 y 1.65 m, lo que
puede ser debido a que durante los aguajes la profundidad de agua es mayor, por lo
que permite el ingreso de olas más altas hasta el enrocado, lo mismo sucede cuando
se dan las sobreelevaciones del nivel del mar por el fenómeno de El Niño.
3.1.4.2 Dirección olas rompientes

La alineación de la línea de playa con respecto al norte geográfico para cada una de
las tres estaciones es la siguiente:
Tabla 3.20 Alineación de la línea de playa en Libertador Bolívar.

Estación Alineación de línea de Playa (°)
E1 12,4
E2 4,5
E2 7,5
3.3.5 Probabilidad de retorno de altura de ola
Para el cálculo estadístico de la altura de la ola extrema correspondiente a los periodos

de retorno de 1, 10, 25, 50 y 100 años se utilizaron los métodos probabilísticos de
Drapper, Weibull y Log-log, basándose en los datos de altura y periodo de las olas de
53
viento en aguas profundas generados por el modelo WAVEWATCH III ™ encontrado
en la página web buoyweather.com y cuya interfaz se muestra en la siguiente figura.
Figura 3.19 Hindcast de buoyweather.com

Fuente: NOAA, 2018
En la figura 3.19 se muestran las variables que buoyweather.com entrega en su sitio

web, que son: (1) Surf que se refiere a la ola que rompe en la playa después de haber
viajado desde su zona de generación (swell). Se muestra un rango de altura de ola
(Hsmax y Hsmin), como la dirección en grados magnéticos. (2) Swell que equivale a
Hs, es decir es una estimación de la altura de las olas que viajan cercanos a la costa,
desde su zona de generación (swell), hasta la zona de rompiente. Se muestra además
el período de la ola de swell y (3) Winds que muestra un rango de Vmax y Vmin del
viento, además de su dirección, en grados magnéticos.
54
A continuación, se muestran los pasos seguidos para el cálculo de la altura de ola
extrema.
1. Set de datos
El set de datos utilizado para este proyecto tiene un punto de grilla de 2° S - 279° W,
con un periodo de 9 años de datos (2006 - 2014) y una resolución de 3 HR, 0.5°. Este
modelo genera un dato cada tres horas, es decir 8 datos diarios, por lo que para los 9
años se obtiene un set de 26,270 datos.
2. Procesamiento de datos preliminar

Con el fin de caracterizar el set de datos, se determinaron los valores de mayor
frecuencia de altura de ola significativa (Hs), dirección de aproximación (°) y periodo de
ola (T), los mismos que serán necesarios para el posterior análisis de refracción. Para
esto se utilizó el programa de análisis de datos MATLAB, obteniendo los histogramas
de frecuencia que se muestran a continuación.
Figura 3.20 Histograma de Frecuencia de Hs del swell

55
El rango de valores más frecuente de altura de ola significativa se encuentra entre 0.75
y 1.75 m, siendo la altura más frecuente Hs = 1.2 m y la altura promedio Hsprom = 1.4 m.
Figura 3.21 Histograma de Frecuencia de la dirección de aproximación del swell

Los valores de ángulo de aproximación más frecuentes se encuentran en un rango

entre 200° y 230° siendo el más frecuente el ángulo de 220°. Sin embargo, aunque el
ángulo de 300° no es tan frecuente es importante debido a que corresponde a un
oleaje proveniente del norte considerado como extremo o de tormenta, ya que puede
provocar efectos erosivos en la costa y en coincidencia con aguajes o con la presencia
del fenómeno de El Niño sus efectos se pueden ver incrementados.
56
Figura 3.22 Histograma de Frecuencia de T del swell
En cuanto al periodo significativo, los valores más frecuentes se encuentran en un

rango entre 12 y 15 s, siendo el más frecuente el periodo de 14 s.
3. Refracción
Para realizar el análisis de refracción por batimetría se utilizó la metodología
establecida por el Manual de Protección Costera (USACE, 1975), para la cual se
requiere: la batimetría del área de estudio, un ángulo de aproximación del oleaje y un
periodo de ola. Para este proyecto se escogieron los valores más frecuentes y los
correspondientes a un oleaje de tormenta (220°, 300°, T=14 s, T=16 s). Obteniéndose
las siguientes configuraciones:
- 220°, T=14 s (ver Figura 2.23)

- 220°, T=16 s (ver Figura 2.24)
- 300°, T=14 s (ver Figura 2.25)
- 300°, T=16 s (ver Figura 2.26)
57
periodo de T=14 s.
58
periodo de T=16s.
59
periodo de T=14 s.
60
periodo de T=16 s.
61
Los coeficientes de refracción utilizados para este análisis se encuentran adjuntados en
el Anexo C.
Una vez realizadas las refracciones para cada una de las condiciones de oleaje
escogidas, se procedió a calcular el coeficiente de refracción Kr (ver tabla 3.21), el cual
varía de acuerdo al ángulo de aproximación de la ola y el periodo de la misma y el
coeficiente de shoaling Ks (ver tabla 3.22), el cual solamente varía de acuerdo al
período.
De acuerdo al Manual de Protección Costera (USACE, 2003) la fórmula para el cálculo

del coeficiente de refracción es:
(2.4)
Donde,
bo se refiere a la distancia entre las ortogonales resultantes en aguas profundas y
b se refiere a la distancia entre ortogonales en aguas someras.
Tabla 3.21 Coeficientes de refracción Kr definidos para los periodos T = 14, 16, y para los
ángulos de 220 Y 300.
Ángulo T14 T16
220 0,559 0,2686
300 0,953 0,9045
Y la fórmula para el coeficiente de shoaling:
(3.2)
62
Tabla 3.22 Coeficientes de asomeramiento Ks definidos para los periodos T =14, 16 s.
T14 T16
1,240 1,315
4. Transformación de datos de olas de aguas profundas a aguas someras

Luego de calcular los valores de Kr se procedió a determinar la altura de ola H a una
profundidad de 6m (aguas someras), mediante la fórmula (3.3), la cual permite
transformar una altura de ola en aguas profundas a una altura de ola en aguas
someras.
La expresión es la siguiente:
H 1 1 C  bo
=    o  (3.3)
Ho 2 n  C  b
En donde,
[(1/2) (1/n) (Co/C)]1/2 se refiere al coeficiente de shoaling o de fondo Ks
(bo/b)1/2 se refiere al coeficiente de refracción Kr
H es altura de ola en aguas someras
Por lo que la ecuación se resumiría en la siguiente expresión:
H = Ks Kr Ho (3.4)
Debido a que el set de datos de alturas de olas en aguas profundas es bastante

extenso, se decidió trabajar con MATLAB, desarrollándose el script que se muestra en
el Anexo D.
63
5. Análisis Estadístico
Utilizando el programa Excel se procedió a realizar el análisis estadístico de los datos
en aguas someras, donde se calcula se realiza lo siguiente:
1. Obtener tabla de frecuencias y valor medio del intervalo de clase a

partir de los datos de Hs (aguas someras)
2. Obtener frecuencia relativa (probabilidad P)
3. Obtener probabilidad de excedencia (1-P)
4. Graficar los valores de valor medio y (1-P), de ser necesario se

descartan los valores que extremos, tratando de obtener una curva
homogénea
5. Se copian las columnas de valor medio (en centímetros) y

probabilidad, luego se las lleva a Matlab para aplicar la función
designwave4
6. Matlab
Haciendo uso de la función designwave4 en Matlab se calculan las alturas de olas
extremas para los periodos de retorno de 1, 25, 50 y 100m, según los métodos
probabilísticos de Drapper (ver figura 3.27), Weibull (ver figura 3.28), Log - log (ver
figura 3.29).
64
Figura 3.27 Método de extrapolación según Drapper
Figura 3.28 Método de extrapolación según Weibull

65
Figura 3.29 Método de extrapolación según Log.Log
66
3.4 Perfil del Playa
El perfil de playa nos permite determinar la inclinación o pendiente que presenta la

playa en un ancho determinado; es decir, cuantas unidades horizontales le
corresponde una unidad de descenso o aumento vertical. Un estudio periódico de perfil
de playa nos permitirá determinar si existen procesos acresivos o erosivos, así como la
variación estacional del perfil de playa; para el presente proyecto el cálculo de perfil de
playa nos permitirá determinar diferentes variables que influencian en el diseño como la
altura de ola rompiente y la profundidad donde rompería esa ola.
Figura 3.30 Diagrama método Emery

Fuente: Adaptado de “Método de Emery par perfilado de playa) (Ajeng Larasati Dhandhun Wacano,
2013)
Los levantamientos de perfiles de playa se realizaron tanto en sicigia (16 de junio del
2018) como cuadratura (7 de Julio del 2018) en cada una de las estaciones previstas
para mediciones de características litorales, obteniendo tres perfiles por salida. El
método escogido fue “Emery”, este es un método simple basado en el uso de dos
barras, marcadas en una unidad dada (pies o centímetros), cuya alineación y lectura de
la intersección con el horizonte permitiría determinar las diferencias de nivel a lo largo
del perfil de playa (Emery, 1961). La ubicación de los perfiles A, B y C se muestran en
la figura 3.31 y corresponden a las estaciones 1, 2 y 3 respectivamente.
67
Figura 3.31 Ubicación de los perfiles A, B y C
De acuerdo con la clasificación de los tipos de pendientes encontrada en el manual

“Army Water Transport Operations” (Departamento de la Armada de Estados Unidos,
1995), estas se pueden clasificar en: empinada, moderada, suave, leve y plana (ver
tabla 3.23). De acuerdo con las mediciones realizadas en sicigia y el procesamiento de
dicha información se puede determinar que la playa presenta una pendiente suave
(1:30 - 1:60). Las mediciones realizadas en cuadratura muestran que la pendiente
cambia de suave a moderada (1:15 - 1:30). Los resultados gráficos se pueden observar
en las figuras 3.32 – 3.37, así como en las tablas 3.24 y 3.25
68
Tabla 3.23 Tipos de pendientes
Tipos de pendientes
Empinado > 1:15
Moderado 1:15 - 1:30
Suave 1:30 - 1:60
Leve 1:60 - 1:120
Plano < 1:120
Fuente: (Departamento de la Armada de Estados Unidos, 1995)
A continuación, se muestran los resultados de las mediciones de pendiente que se

realizaron durante la fase lunar de sicigia (16/junio/2018), se muestran los gráficos de
las pendientes obtenidas en cada estación (1, 2 y 3) para posteriormente calcular las
relaciones de unidad vertical y recorrido horizontal necesarias para relacionarlas con la
clasificación de pendientes provista por el Departamento de la Armada de Estados
Unidos en su manual manual “Army Water Transport Operations”.
3.4.1 Resultados de perfil de playa en sicigia (16/junio/2018)
Tabla 3.24 Tipos de pendientes

Pendiente (%) Unidad Vertical vs Recorrido
Perfiles
Horizontal
Perfil A 2,71 0,0271 36,90037 1:37
Perfil B 2,61 0,0261 38,31418 1:38
Perfil C 2,74 0,0274 36,49635 1:36
69
Figura 3.32 Perfil de playa “Perfil A” – Sicigia (16/junio/2018)
Figura 3.33 Perfil de playa “Perfil B” – Sicigia (16/junio/2018)

70
Figura 3.34 Perfil de playa “Perfil C” – Sicigia (16/junio/2018)
De igual manera, se muestran los resultados de las mediciones de pendientes que se

realizaron durante la fase lunar de cuadratura (7/julio/2018), estas mediciones se
realizaron durante la fase de reflujo, por lo que solamente se pudieron tomar
mediciones de pendiente hasta los 30m horizontales, a diferencia de las mediciones en
sicigia que se realizaron durante marea baja y se pudieron tomaron mediciones hasta
los 60-65 metros.
3.4.2 Resultados de perfil de playa en cuadratura (7/julio/2018)
Tabla 3.25 Resultados de pendientes en los perfiles A, B y C Cuadratura (7/julio/2018)
Unidad Vertical vs Recorrido

Perfiles Pendiente (%)
Horizontal
Perfil A 5,2841 0,052841 18,9247 1/19
Perfil B 4,0456 0,040456 24,71821 1/25
Perfil C 4,2662 0,042662 23,44006 1/23
71
Figura 3.35 Perfil de playa “Perfil A” – Cuadratura (/julio/2018)
Figura 3.36 Perfil de playa “Perfil B” – Cuadratura (/julio/2018)

72
Figura 3.37 Perfil de playa “Perfil A” – Cuadratura (/julio/2018)
Debido a lo observado en el campo, se puede determinar que la tendencia de la

pendiente de playa en Playa Bruja es suave y considerando que es una costa recta,
hace que esta playa sea inundable en su totalidad con el aumento de la marea, en
especial en periodos de sicigia donde se producen los denominados aguajes. Para
propósitos de cálculos posteriores se determinó que el valor de pendiente m a utilizar
es de 1:37, el cual corresponde al promedio de las pendientes en sicigia, se tomó la
decisión de tomar estos valores debido a que es en la fase lunar de sicigia donde se
presentan las condiciones más críticas del oleaje.
73
CAPÍTULO 4
4. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS CONCEPTUALES DEL PROYECTO
En este capítulo, se proponen varias alternativas conceptuales que buscan enfrentar la

problemática que se da en Playa Bruja, considerando que una de estas alternativas es
no llevar a cabo proyecto alguno. La selección de la mejor alternativa se realizó en
base a la metodología de Análisis de Compensaciones ó “TRADE-OFF” (Canter, 1998;
Garmendia et al, 2005). Para este análisis es necesario comparar cada alternativa
respecto a una serie de factores de decisión y para este caso, se consideraron los
siguientes: protección costera, costo de construcción y beneficio económico.
4.1 Propuestas de Alternativas del Proyecto
4.1.1 Alternativa 1: Reconstrucción del Muro de Contención Actual
Esta alternativa comprende la reconstrucción del muro de contención tipo enrocado ya

existente en Playa Bruja, el cual se encuentra ubicado a lo largo de los 1.8 km al pie del
acantilado. Al igual que en la estructura actual su función principal será proteger el
acantilado de la socavación producida por el embate del oleaje incidente.
El método constructivo para esta alternativa se basará en la acomodación de las rocas,

con ayuda de equipos mecánicos como tractores, cargadores frontales, grúas o
retroexcavadores y no se permitirá el volteo, para de esta manera generar mayor
estabilidad en la estructura y alargar su vida útil.
74
Figura 4.1 Condición actual del muro de contención
Fuente: Las autoras,2018
4.1.2 Alternativa 2: Rompeolas costa afuera
La segunda alternativa comprende la construcción de un sistema de rompeolas costa

afuera tipo enrocado, ubicados de tal manera que cubran la sección más afectada de
Playa Bruja, de las visitas de campo se pudo determinar que la zona más afectada se
encuentra al norte de Playa Bruja, en coincidencia con el comienzo del muro de
contención, por esta razón se decidió que se protegerá la mitad norte, es decir
aproximadamente 900 metros, para esto se propone la construcción de cinco
escolleras de 120 metros cada una con una separación entre ellas de 80 metros, y
dejando la posibilidad de expansión del proyecto a futuro en caso de ser necesario. Su
objetivo principal será reducir el riesgo costero mediante la disminución de la energía
del oleaje incidente y recuperar playa mediante la formación de salientes.
75
Definiendo el riesgo costero como las posibles pérdidas y daños personales,
materiales, económicos y ambientales que podrían causar algún peligro particular de
origen natural o antropogénico en una zona costera durante un periodo determinado
(ANCORIM, 2017), se puede decir que la implementación de esta alternativa permitiría
reducir el riesgo costero mediante:
(1) La reducción del peligro de socavamiento del acantilado, protegiendo así la

carretera que forma parte de la Ruta del Spondylus.
(2) La disminución de la vulnerabilidad de las construcciones al pie de la playa por

causa del constante embate del oleaje en la costa, protegiendo así la capacidad
económica del sector, puesto que esta zona está principalmente compuesta de
restaurantes y espacios turísticos.
(3) La disminución de la probabilidad de sufrir algún accidente relacionado con la alta

intensidad del oleaje, como por ejemplo ahogamiento.
Además, la posible recuperación de playa combinada con una zona de aguas calmas
producida por la presencia del sistema de rompeolas fomentaría la gestión y uso
recreativo de la playa, potenciando de este modo las actividades turísticas y generando
beneficios socioeconómicos para la comunidad.
Se debe tomar en cuenta que el costo de construcción de una estructura costa afuera
es mucho mayor que el de una estructura sobre la costa, debido a mayores costos
logísticos, al transporte de materiales al sitio (uso de barcazas), al tipo de maquinaria,
entre otros; es por esto que se considera que esta alternativa tendría un costo
referencial alto.
76
Figura 4.2 Alternativa 2
4.1.3 Alternativa 3: Mantener la situación actual en Libertador Bolívar
Por último se considera el escenario en el cual no se realiza proyecto alguno, en este

caso el muro que protege el acantilado de Playa Bruja seguirá deteriorándose a causa
del embate del oleaje hasta llegar a un punto en el cual pierda total funcionabilidad y el
oleaje afecte directamente al acantilado, produciendo socavamiento y con esto el
debilitamiento del mismo, poniendo en peligro directo a las construcciones que se
encuentran sobre él y parte de la carretera de la Ruta del Spondylus.
.
4.2 Socialización
El jueves 9 de agosto del 2018 se realizó un taller de socialización del presente

proyecto en la casa comunal de Libertador Bolívar, con los principales objetivos de: (1)
Determinar las necesidades de la comunidad de Libertador Bolívar respecto a su
relación con Playa Bruja; (2) Evaluar las posibles soluciones junto con la comunidad y
determinar cuál es su posición ante ellas. En el Anexo E se encuentra un esquema del
taller realizado paso a paso, lista de participantes, y un acta firmada por los
representantes de la comuna acerca de las actividades realizadas.
77
Los principales hallazgos encontrados durante el taller fueron:
✓ Un participante comentó que él formó parte del grupo de obreros que trabajaron
en la construcción del muro de contención, y que las actividades de formación
de coraza se realizaron mediante volteo y sin la protección adecuada para los
trabajadores. Este hallazgo brinda una idea de las razones por las cuales el
muro actualmente ha perdido funcionabilidad.
✓ Las actividades más frecuentes que se realizan en Playa Bruja son actividades
recreacionales y en menor medida, pesca.
✓ Playa Bruja es utilizada por motociclistas como una vía de transporte alterna a la
carretera principal.
✓ La fuerte energía del oleaje ha producido el ahogamiento de varias personas en
Playa Bruja.
✓ A los comuneros les interesó especialmente la propuesta en la cual se produzca
una zona de calma y formación de salientes en el futuro, debido que eso atraería
turistas a la zona y con ello beneficios económicos.
✓ Al explicar las diferentes alternativas de solución al problema, los comuneros
determinaron que la más favorable sería la construcción de un sistema de
rompeolas
La única restricción que la comunidad manifestó en cuanto a la alternativa del sistema

de rompeolas costa afuera fue que la zona de calma producida por este no afecte las
actividades de surf.
78
Figura 4.3 Taller de socialización con la comuna Libertador Bolívar
4.3 Factores o Criterios de Decisión que Afectan la Selección de la Alternativa

Óptima
Para el Análisis de Compensaciones ó “TRADE-OFF”, es necesario comparar cada

alternativa respecto a una serie de factores de decisión, los cuales fueron elegidos
tomando en cuenta la influencia que tienen para llegar a cumplir los objetivos del
proyecto.
▪ Factor 1 - Protección Costera: Este factor de decisión se escogió debido a que

el objetivo principal del proyecto es proteger el acantilado de la socavación
producida por el embate del oleaje incidente.
▪ Factor 2 - Costo de construcción: Este factor es decisivo para ejecutar cualquier
proyecto de construcción, debido a que se encuentra estrechamente relacionado
con el presupuesto que tenga la entidad encargada para solucionar un problema
en específico.
▪ Factor 3 – Potencial beneficio económico: Este factor se tomó en cuenta debido
a que uno de los objetivos del proyecto es generar un beneficio socioeconómico
a la comunidad.
79
En la siguiente tabla se muestra la relación entre los factores de decisión mencionados
anteriormente y las alternativas de proyectos.
Table 4.1 Descripción de las alternativas en función de cada factor de decisión
Factor de Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3

Decisión (Enrocado) (Rompeolas) (No hacer proyecto)
Medio. Debido a que
la estructura protege Nulo. Debido que al no
Factor 1 el pie del acantilado; Alto. Al disminuir la energía realizarse proyecto alguno,
Protección sin embargo, no del oleaje incidente eventualmente el muro actual
Costera interviene en los dificultaría los posibles perderá total funcionabilidad,
posibles procesos procesos erosivos. dando paso a procesos de
erosivos que puedan socavación al pie del
darse en la zona. acantilado.
Alto. Debido a que la
Medio. Debido a que estructura está ubicada
Factor 2 la estructura esta costa afuera, la logística de
Costo de ubicada en la costa, la construcción requerirá el Nulo. Debido a que no se
Construcción logística de transporte de equipos, realiza proyecto alguno.
construcción es más maquinarias y personal
sencilla. calificado hacia el sitio de
construcción mediante
barcazas.
Positivo. Debido a que esta
estructura disminuye la Negativo. Debido que al no
Factor 3 Nulo. Debido a que energía del oleaje, realizarse proyecto alguno,
Potencial esta estructura esta generando una zona de eventualmente el muro actual
beneficio diseñada solamente agua calmas y facilitando la perderá total funcionabilidad,
económico para proteger el formación de salientes. dando paso a procesos de
acantilado y no altera Estas nuevas condiciones en socavación al pie del
las condiciones del Playa Bruja generarían un acantilado, poniendo en riesgo
oleaje. mayor atractivo turístico la estabilidad del tramo de la
proporcionando beneficios carretera.
económicos a la comuna.
80
4.4 Metodología de Selección de la Alternativa Óptima
Para la elección de la alternativa más optima se siguieron los siguientes pasos:

1. Paso: Asignación de pesos de importancia a los distintos factores de decisión
realizando una comparación entre pares. Es decir, se compara un factor con
cada uno de los factores restantes, adicionalmente se utiliza un factor de
decisión extra, llamado variable “dummy”. Esta variable posee el menor peso de
importancia en comparación con los demás valores.
Los pesos de importancia van a tener valores de 0, 0.5 y 1, se asigna un valor de

0 cuando un factor de importancia es menor que otro factor, 0.5 cuando el peso
de importancia de ambos es igual y 1 cuando el peso de importancia de un factor
es mayor que otro. Hay que tomar en cuenta que no se realizan comparaciones
con los mismos factores de decisión por lo que la diagonal principal no contendrá
valores.
Finalmente, se suman los valores obtenidos por cada fila y luego se procede a
obtener los Coeficientes de importancia de cada factor de decisión (CIF), estos
coeficientes se obtienen dividiendo las sumas parciales por columna para el total
de las sumas parciales, para este proyecto se determinó el siguiente orden de
importancia de los criterios de decisión:
• Factor 1 (protección costera) es el de mayor importancia entre todos los

factores.
• Factor 2 (costo de construcción) tiene la menor ponderación debido a que el

enfoque de este proyecto es beneficiar a la sociedad.
• Factor 3 (beneficio económico potencial) tiene mayor importancia que el

factor 2 (costo de construcción).
81
Table 4.2 CIF por cada factor de decisión
F1 F2 F3 F4 SUMA CIF
F1 x 1 1 1 3 0,3
F2 0 x 1 1 2 0,2
F3 0 0 x 1 1 0,1
F5 0 0 0 x 0 0,6
2. Paso: De la misma manera, se procede a comparar cada una de las de las

alternativas contras las demás de acuerdo con cada factor de decisión, el
número de matrices resultantes será igual al número de factores de decisión, en
nuestro caso son 4.
En la matriz se asignará un peso al comparar cada una de las alternativas

variando 0, 0.5 y 1. Si una alternativa es menos preferible que otra, se le asigna
el valor de 0; si no existe preferencia entre las alternativas, se asigna un valor de
0.5 y si una alternativa más preferible que otra se le asigna un valor de 1. No se
realizan comparaciones entre alternativas, por lo que la diagonal principal no
tendrá valores; además, de deberá incluir a cada matriz la variable “dummy”
correspondiente a la alternativa 4.
Table 4.3 CEA para cada alternativa considerando el factor de protección costera
A1 A2 A3 A4 SUMA CEF
A1 x 0 1 1 2 0,333333
A2 1 x 1 1 3 0,500000
A3 0 0 x 1 1 0,166667
A4 0 0 0 x 0 0,000000
Table 4.4 CEA para cada alternativa considerando el factor de costos de construcción
(menor costo de construcción).
A1 x 1 0 1 2 0,333333
A2 0 x 0 1 1 0,166667
A3 1 1 x 1 3 0,500000
A4 0 0 0 x 0 0,000000
82
Table 4.5 CEA para cada alternativa considerando el factor de beneficio económico.
A1 x 0 1 1 2 0,333333
A2 1 x 1 1 3 0,500000
A3 0 0 x 1 1 0,166667
A4 0 0 0 x 0 0,000000
3. Paso: Se realiza una tabla resumen en la cual las columnas representan cada
alternativa y las filas los distintos factores de decisión sin considerar los factores
“dummy”. Se incluye en la primera columna los coeficientes de importancia
calculados en la
Table 4.6 Valores de CEA Y CIF por alternativa y por factor de decisión
CIF CEF A1 CEF A2 CEF A3
F1 0,3 0,33333 0,50000 0,16667
F2 0,2 0,33333 0,16667 0,50000
F3 0,1 0,33333 0,50000 0,16667
4. Paso: Luego se procede a multiplicar los valores de CIF correspondientes al

factor de decisión indicado con los valores de las columnas de CEA de cada
alternativa, finalmente se realizan las sumas de cada columna, estos valores
representan la puntuación final de cada alternativa.
Table 4.7 Matriz de decisión resultante del análisis de compensaciones

A1 A2 A3
F1 0,10000 0,15000 0,05000
F2 0,06667 0,03333 0,10000
F3 0,03333 0,05000 0,01667
TOTAL 0,20000 0,23333 0,16667
83
De acuerdo con los resultados obtenidos la alternativa con mayor puntaje es la
alternativa 3, es decir que, de acuerdo con los factores de decisión escogidos, la
alternativa más favorable es el sistema de rompeolas costa afuera.
84
CAPÍTULO 5
5. OLA DE DISEÑO
La selección de la ola de diseño es uno de los parámetros más importantes

para el proceso de diseño, ya que a partir de esta se podrán definir las
dimensiones, la ubicación y las condiciones de oleaje que va a soportar la
estructura, así como el peso de roca en sus diferentes capas. En este
capítulo se plantean diferentes criterios y métodos probabilísticos para la
elección de la ola de diseño. Los criterios expuestos se basaron en el
documento desarrollado por el Departamento del Cuerpo de Ingenieros de
la Armada de Estados Unidos (USACE) “Design of Breakwaters and
Jetties” y los métodos probabilísticos se desarrollaron en base a las
metodologías de Drapper, Weibull y Log-log correspondiente a los períodos
de retorno de 1, 10, 25, 50 y 100 años. Además, se mencionan los criterios
utilizados para la obtención de la ola de diseño en diferentes proyectos
desarrollados en la costa ecuatoriana.
5.1 Criterios de Altura de ola según USACE
Estructuras flexibles como los son las estructuras de enrocados, son

usualmente diseñadas de acuerdo con la altura de ola significativa Hs,
definida como el promedio de un tercio de las olas más altas; sin embargo,
con la finalidad de alargar la vida útil de la estructura, se suele utilizar una
ola menos frecuente como es la altura de ola (H1/10), definida como el
promedio del 10% de las alturas de olas más altas. En la tabla 6.1 se
muestran los diferentes criterios de altura de ola que se pueden tomar en
consideración para la elección de la altura de ola de diseño según USACE
1986 en su documento “Design Of Breakwaters And Jetties”.
85
Table 5.1 Criterios de Altura de ola USACE 1986
Altura de ola (H) H a partir de HS
Promedio de todas las olas (Hprom) 0.63
Promedio de un tercio de las olas más altas (H1/3

1
o Hs)
Promedio del 10% de las olas más altas (H1/10) 1.27
Altura máxima esperada en 500 olas (Hmáx) 1.86
A partir de los datos obtenidos de la boya virtual (véase capítulo 3), se

determinó una altura de ola significativa HS de 1.4 m en aguas profundas, con
la cual se calculó las distintas alturas de olas, tal como se observa en la
siguiente tabla:
Table 5.2 Alturas de ola para el presente proyecto.
Altura de ola (H) -aguas profundas H a partir de HS
Promedio de todas las olas (Hprom) 0.88
Promedio de un tercio de las olas más altas (H1/3 o Hs) 1.40
86
Altura máxima esperada en 500 olas (Hmáx) 2.60
5.2 Métodos probabilísticos para la elección de la Ola de diseño
Los métodos probabilísticos utilizados para calcular estadísticamente la altura

de ola extrema correspondiente a los periodos de retorno de 1, 10, 25, 50 y 100
años fueron Drapper, Weibull y Log-log (véase capítulo 4 sección 6), a partir de
los cuales se obtuvieron los resultados mostrados en la tabla 5.3.
Table 5.3 Resultados de alturas de olas extremas según los métodos

probabilísticos de Drapper, Weibull y Log-log correspondientes a los periodos
de retorno de 1, 10, 25, 50 y 100 años para el presente proyecto
Años Drapper (m) Weibull (m) Log-log (m)
1 2.42 2.56 2.58
10 2.84 3.32 3.36
25 3.02 3.69 3.74
50 3.14 3.99 4..05
100 3.27 4.31 4.39
5.3 Ola de diseño en proyectos en la costa ecuatoriana
En la tabla a continuación se muestran diferentes proyectos de obras de

protección costera realizados en el litoral ecuatoriano, con sus respectivos
criterios para el cálculo de la ola de diseño. Se pudo observar que en algunos
proyectos se tomó como referencia más de una ola de diseño, una de menor
altura utilizada para determinar la ubicación de la estructura y sus dimensiones
con el fin de que la estructura disminuya la energía del oleaje más frecuente, y
una de mayor altura para determinar el peso de la roca con el fin de que la
estructura resista el impacto de olas extremas.
87
88
Table 5.4 Ola de diseño para estructuras costeras en Ecuador
Estudio Estructuras Fuente de datos Criterio Ola de diseño

Estudios y Diseños de las Obras de Protección y Recuperación de la H1/10=1.27Hs H1/10=2.2 (m)
Sistemas de rompeolas Wavewacth III
Playa de la Isla Jambelí Cantón Santa Rosa Provincia del Oro. (2010) Ola de retorno 50 H50=3.1(m)
y espigones 2008-2009
años (Drapper)
Estudios y Diseños Definitivos de las Obras de Protección y H1/10=1.27Hs H1/10=2.2 (m)

Sistemas de rompeolas
Recreación de la Playa del Sector de Bajo Alto Cantón del Guabo Wavewacth III Ola de retorno 50 H50=3.0 (m)
y espigones
Provincia del Oro. (2013) años (Drapper)
Diseño de Obras de Protección con su Correspondiente Estudio de Ola de retorno 50 H50=3.1 (m)
Impacto Ambiental y Plan de Manejo Ambiental en el Frente de Costa Muro de protección Wavewacth III años (método no
de la Población de Palmar. (2012) especificado)
Diseño de las Obras de Protección Costera del Malecón de la Ola de retorno 50 H50=3.0 (m)
Libertad, Provincia del Guayas. (2003) INOCAR 1981-1984 años (Drapper)
Malecón (véase en Allauca y Cardín,
1987)
Alternativas de Obras de Protección Costera en La Libertad-Provincia Ola de tormenta 2.00 (m)

de Santa Elena (1993) Escolleras y Rompeolas --
89
5.4 Elección de la ola de diseño
Para la elección de la ola de diseño se deben tomar en cuenta varios factores,

como el tipo de estructura, la función de la estructura, el tiempo de vida útil
esperado, así como factores económicos, entre otros. De acuerdo con d'
Angremond & van Roode, 2004, la ola de diseño se encuentra usualmente
relacionada con la vida útil de la estructura. Para un rompeolas una vida útil de
50 años es muy común, por esta razón los tomadores de decisiones
usualmente sugieren utilizar una ola de diseño que ocurra cada 50 años, esto
no quiere decir que la ola vaya a ocurrir exactamente en 50 años, sino que va a
existir la probabilidad de ocurrencia de 1/50 es decir el 2% de probabilidad de
que esta ola ocurra cada año. (d' Angremond & van Roode, 2004)
Por esta razón, para el presente proyecto se tomaron en consideración dos

alturas de ola de diseño, H1/10 que corresponde a el promedio del 10% de las
olas más altas (1,78 m) y la altura de ola para un período de retorno de 50 años
de acuerdo con la metodología de Drapper (3,14 m). La primera será utilizada
para determinar la ubicación y el dimensionamiento de la estructura con el fin
de que esta sea capaz de disminuir la energía del oleaje incidente en
condiciones frecuentes (como Hs) y hasta alturas iguales a H1/10, y la segunda
para determinar el peso de la roca de las diferentes capas de la estructura con
el fin de que la misma sea capaz de resistir condiciones de oleaje extremo sin
afectar su estabilidad.
5.5 Altura de Ola Rompiente (Hb)
De acuerdo con lo explicado previamente, de la estadística de olas se obtiene

un valor de ola de diseño en agua profundas de H1/10=1.78, y en este caso
H1/10=H’o. Para poder obtener el valor de altura de ola rompiente se utiliza la
figura 5.1 encontrada en el Shore Protection Manual (SPM, 1984). Teniendo
un valor de pendiente 1:37 es decir m=0.027 y un periodo significativo T=14s
(véase capítulo 3), se obtiene un valor de altura de rompiente Hb=3.06m.
90
5.6 Profundidad de rompiente (db)
Para determinar la profundidad de rompiente db se utiliza la figura 5.2

encontrada en el Shore Protection Manual (SPM, 1984). Teniendo un valor de
pendiente m=0.027, periodo significativo T=14s y una altura de rompiente
Hb=3.06m, se obtiene un valor de profundidad de rompiente db de 3.29m.
Figura 5.1 Relación altura de rompiente vs altura de ola en aguas

profundas
Fuente: Shore Protection Manual, Capítulo 7,1984.
91
Figura 5.2 α y β vs H/gT2
Fuente: Shore Protection Manual, Capítulo 7,1987.
92
CAPÍTULO 6
6. DISEÑO FUNCIONAL
6.1 Introducción
En este capítulo se describen los consideraciones, parámetros y criterios que se deben

tomar en cuenta para el diseño funcional de un sistema de rompeolas costa afuera. El
diseño propuesto deberá cumplir con las funciones establecidas en los objetivos del
presente proyecto de tal manera que se reduzca la energía del oleaje incidente y se
genere acreción en el área de estudio.
El punto de partida para el diseño de un sistema de rompeolas costa afuera, será

definir la respuesta de playa que se desea obtener. De acuerdo con el manual “Guía de
Diseño Ingenieril para Rompeolas Costa Afuera como Estructuras de Estabilización
Costera” publicado por USACE, 1993, existen tres tipos generales de respuesta de la
línea de costa debido a la presencia de estos sistemas, conocidas como: salientes,
tómbolos y respuesta mínima. Si la línea de costa se ha conectado con el rompeolas,
quiere decir que se ha formado un tómbolo, pero si la línea de costa presenta una
forma sinusoidal es decir que se pueden observar acumulaciones de arena que no se
conectan con la estructura, quiere decir que se han producido salientes. (EM 1110-2-
1617, 1992).
6.2 Formación de saliente
La respuesta de línea de costa preferida para un sistema de rompeolas costa afuera,

es la formación de salientes, debido a que no interrumpe el transporte litoral en el área
del proyecto, ni el suministro de sedimentos a las playas adyacentes. Además, la
acción del oleaje y las corrientes litorales evitan que la saliente se conecte con la
estructura, previniendo de esta manera la formación de tómbolos. La formación de
92
salientes es más probable cuando el sistema de rompeolas se encuentra ubicado lo
suficientemente lejos de la costa, si son cortos con respecto a la longitud de ola
incidente y/o si son permeables.( Chasten et al. 1993).
Pope y Dean en 1986 clasificaron a las salientes como; salientes suaves y salientes
bien desarrolladas. Las salientes suaves están caracterizadas por ser menos sinuosas
pero uniformes a través del tiempo, pueden experimentar periodos en los que se
incrementa la pérdida o ganancia de sedimentos, mientras que las salientes bien
desarrolladas están caracterizadas por presentar un balance de sedimento y una línea
de costa estable.
6.3 Formación de tómbolo
Existe mayor probabilidad de que la arena se acumule frente a la estructura formando

un tómbolo cuando el rompeolas se encuentra ubicado cercano a la costa, cuando su
longitud es mayor a la longitud de onda de la ola incidente, y si es lo suficientemente
impermeable. La formación de un tómbolo puede bloquear el transporte litoral del
sedimento a lo largo del área protegida, promoviendo la salida del sedimento mediante
corrientes de resaca a través de las aberturas entre las estructuras, ocasionando la
alteración del suministro de sedimento en playas adyacentes, causando erosión.
(Chasten et al. 1993).
Si la energía del oleaje en el área protegida por la estructura es variable en el tiempo,

pueden ocurrir tómbolos periódicos (Pope y Dean 1986), es decir, durante un periodo
de oleaje de alta energía, los tómbolos se pueden desconectar de la estructura
generando salientes, mientras que durante periodos de oleaje de baja energía, se va a
producir acreción y nuevamente el tómbolo regresa.
La ventaja de la formación de tómbolos es que provee un área recreacional más ancha

y se facilita el mantenimiento y monitoreo de la estructura, lo que a su vez puede ser
peligroso, ya que se permite el acceso público a la estructura.
93
6.4 Parámetros y consideraciones para el diseño funcional
La respuesta de la línea de costa que se desea obtener estará condicionada por

parámetros oceanográficos, estructurales y geomorfológicos, los mismos que se han
listado en la tabla 6.1
Table 6.1 Parámetros oceanográficos, estructurales y geomorfológicos que influyen en el

diseño funcional de un sistema de rompeolas
Parámetros Parámetros Parámetros
oceanográficos estructurales geomorfológicos
Longitud de las estructuras

Altura de ola Número de segmentos
Longitud y periodo de onda Distancia entre estructuras
Batimetría
Ángulo de aproximación Orientación de la estructura
Perfil de playa
Rangos de mareas Ubicación con respecto a la
Fallas geológicas
Profundidad de rompiente zona de rompiente
Tipo de suelo
Transporte de sedimentos Permeabilidad
Altura de la estructura
Diseño sección Transversal
Otras consideraciones: económicas, sociales, ambientales, estéticas.
Elaboración propia
Los parámetros oceanográficos y geomorfológicos que influyen en el diseño han sido

analizados en capítulos anteriores (cap. 04 Procesos Costeros, cap. 06 Ola de diseño).
Para este proyecto se ha utilizado la batimetría provista por el Instituto Nacional
Oceanográfico de la Armada (INOCAR) en la carta náutica I.O.A.105 correspondiente a
Bahía de Santa Elena Puerto Cayo (ver ANEXO F) sin embargo, si se desea realizar
un diseño definitivo, se deberán llevar a cabo un levantamiento batimétrico, detección
de fallas geológicas, un estudio del perfil y tipo de suelo en el área de implementación
del proyecto.
Los principales parámetros estructurales que influyen en el diseño funcional serán

explicados a continuación.
94
6.4.1 Estructura única vs sistema múltiple segmentado
La decisión de usar un solo rompeolas o un sistema múltiple dependerá de la longitud

de la línea de costa a proteger. Si el área a proteger es muy extensa y no se desea la
formación de tómbolo, se recomienda diseñar un sistema múltiple segmentado, este
sistema va a promover la formación de salientes sin interrumpir mayormente el
trasporte litoral que pasa a través del área del proyecto, minimizando así la erosión en
las costas adyacentes; sin embargo, si se construye un solo rompeolas de gran
longitud podría resultar en la formación de un tómbolo simple o doble, lo que puede
tener impactos adversos en las playas adyacentes debido al bloqueo del suministro de
sedimentos. Por otro lado, si la línea de costa a proteger es relativamente corta o la
formación de tómbolo no es una preocupación, la construcción de un solo rompeolas
puede ser apropiada. (Chasten et al. 1993).
6.4.2 Distancia entre las estructuras
La distancia entre las estructuras va a permitir que ingrese la energía del oleaje al área
protegida por el rompeolas, el cual sufrirá procesos de difracción. Generalmente si se
tienen pocos rompeolas, pero de gran longitud y la distancia entre ellos también es
grande, es probable que se produzca una línea de costa sinuosa con salientes de gran
amplitud, produciéndose tantas salientes como estructuras existentes. lo que quiere
decir que existirán grandes salientes detrás de cada rompeolas; sin embargo, si la
distancia entre las estructuras disminuye, habrá grandes posibilidades de que se
produzcan tómbolos debido a que entrará menos energía al área protegida (ver figura
6.1a). Por otro lado, si se tienen numerosos segmentos cortos y menos separados van
también a resultar en una línea de costa con sinuosidades, pero menos espaciadas y
con pequeñas salientes. Así mismo si la distancia entre las estructuras disminuye,
habrá la posibilidad de que se generen tómbolos. (ver figura 6.1b.).
95
a. segmentos relativamente largos.
b. Segmentos cortos y más numerosos

Figura 6.1 Sistemas de rompeolas segmentados
Fuente: (EM 1110-2-1617)
6.4.3 Orientación de la estructura
La orientación de la estructura en referencia al ángulo de aproximación del oleaje

incidente y a la orientación de la línea de costa en el pre-proyecto puede afectar el
tamaño y forma de la respuesta de playa deseada. Usualmente los rompeolas se
ubican paralelos a la línea de costa; sin embargo, si la energía del oleaje incidente llega
de manera oblicua a la línea de costa, la orientación del rompeolas paralelo a las
crestas de las olas va a proteger una mayor cantidad de la línea de costa y a reducir el
socavamiento al pie del rompeolas. (Chasten et al. 1993).
96
6.4.4 Ubicación respecto a la zona de rompiente
La ubicación del rompeolas puede influenciar la respuesta de la playa dependiendo de

su ubicación respecto a la zona de rompiente. Si el rompeolas se encuentra ubicado
substancialmente pasando la zona de rompiente (entre la zona de rompiente y la
costa), existe mayor probabilidad que se desarrolle un tómbolo; además, una
desventaja de la ubicación de un rompeolas en la zona de rompiente puede ser la
socavación substancial al pie de la estructura. (Chasten et al. 1993).
Si el sistema de rompeolas se encuentra ubicado a una gran distancia costa afuera,

mayor energía llegará a la costa y esto puede resultar en una respuesta mínima o que
no exista respuesta de la línea de costa apreciable.
6.4.5 Rebase y Permeabilidad
La energía del oleaje transmitida a la zona protegida del rompeolas debido al rebase y
permeabilidad de la estructura puede afectar el desarrollo y estabilidad de la respuesta
de la playa. El nivel de marea, la altura y periodo de las olas, la pendiente y rugosidad
de la estructura, afectan la cantidad y la forma de la energía transmitida debido al
rebase, (SPM, 1984). La formación de tómbolo se puede prevenir si se permite el paso
de una cantidad adecuada de energía por encima y a través de la estructura. Si el
rebase ocurre, la respuesta de la línea de costa tiende a aplanarse y extenderse
lateralmente de manera uniforme. En diseño, las alturas de las olas debido al rebase
son generalmente determinados por la elevación de la cresta; de la misma manera, la
transmisión de las olas a través del rompeolas es determinado por la permeabilidad de
la estructura.
6.5 Técnicas para el diseño de un rompeolas costa afuera
De acuerdo con el documento “Functional Design of Breakwaters for Shore Protection:

Empirical Methods” (Rosati,1990), las técnicas para diseñar un sistema de rompeolas
desvinculado de la costa pueden ser clasificadas en tres categorías: modelos
numéricos y físicos, métodos empíricos y desarrollo de prototipos, cada una de estas
97
opciones presenta sus ventajas y desventajas, a continuación, se explican cada una de
ellas.
Los modelos numéricos y físicos nos permiten simular las condiciones de un diseño
particular, representando una poderosa herramienta capaz de brindar información
detallada acerca de la respuesta de la costa; sin embargo, para poder realizar la
calibración, verificación y simulación del modelo, se requiere un conjunto de datos
detallados; además, las pruebas para realizar los modelamientos físicos pueden llegar
a ser muy demandantes en cuanto costo y tiempo, y las simulaciones de modelos
numéricos podrían ser malinterpretadas por el diseñador debido a la inestabilidad del
modelo o pueden dar soluciones precisas a condiciones de entrada inexactas. Las
relaciones empíricas son métodos rápidos y poco costosos para la evaluación de la
respuesta de la playa a un diseño determinado; sin embargo, a menudo estas
relaciones simplifican en exceso las variables de diseño y por ende la respuesta
esperada. Las relaciones empíricas rara vez son capaces de predecir fenómenos
complicados inducidos por las estructuras como la formación de corrientes de resaca
en las cercanías del proyecto o la extensión de la influencia del proyecto en las playas
adyacentes. El mejor método para perfeccionar un diseño final es el desarrollo de un
prototipo del diseño propuesto; sin embargo, la evaluación de un prototipo puede
resultar excesivamente costosa. (Rosati,1990).
En este proyecto se harán uso de relaciones empíricas para llevar a cabo el prediseño
de la estructura, las cuales nos permitirán predecir la respuesta morfológica de la playa.
Estos métodos empíricos se basan en relaciones simples entre diferentes parámetros
como la longitud de las estructuras (Ls) , su distancia a la costa (x), distancia entre las
estructuras (Lg). (ver figura 6.2)
98
Figura 6.2 Parámetros utilizados en relaciones empíricas para el diseño de un
sistema de rompeolas costa afuera
Elaboración propia
A continuación, se detallan diferentes relaciones empíricas recopiladas por Rosati

(1990), las cuales son resultado del estudio de la respuesta de la playa debido a la
instalación de sistemas de rompeolas alrededor del mundo.
6.5.1 Inman and Frautschy (1966)
Basado en las observaciones de respuesta de playa del rompeolas único de 434

metros de largo ubicado en Venice, Santa Monica, CA. Inman y Frautschy (1996)
observaron que una acreción pronunciada no ocurre para la siguiente condición:
no ocurre acreción pronunciada (6.1)
Donde, Ls es la longitud del segmento del rompeolas y X es la distancia desde la línea

de costa hasta el segmento de rompeolas.
6.5.2 NIR (1982)
Basado en el desempeño de 12 proyectos de rompeolas en la costa israelí, Nir (1982)

concluye que la acreción es muy baja o no ocurre si la proporción entre el largo de los
segmentos del rompeolas y la distancia a la línea de costa tiene un valor de 0.5 o
menos.
99
(6.2)
6.5.3 Gourlay (1981)
Gourlay (1981) presenta relaciones similares basadas en modelamiento físico y

observaciones en campo. Basándose en los estudios de laboratorio de Sauvage de St.
Mark y Vincent (1995), Adachi, Sawaragi y Ogo (1959), y Shinohara y Tssubaki (1967),
Gourlay llega a las siguientes conclusiones para la respuesta del laboratorio para
rompeolas aislados:
a. Tómbolos pueden formarse solamente si la estructura se encuentra localizada
en la zona de surf.
b. Patrones de difracción sin interferirse entre si pueden resultar en dos sistemas

de corrientes independientes (y posiblemente la formación de un tómbolo doble),
esto puede ocurrir cuando:
(6.3)
c. Patrones de difracción se interfieren y reducen las corrientes longitudinales

cuando LS/X es menor. Se observó que la respuesta de la playa era una saliente
si el mecanismo de transporte longitudinal dominante se daba por arrastre de
fondo (parámetro de velocidad de caída, HO/VT<1.5, donde HO es la altura de
ola en aguas profundas, V es la velocidad de caída de sedimento, y T es el
periodo de la ola), o una características mas compleja si el transporte dominante
se da por suspensión (HO/VT>1.5).
(6.4)
d. Corrientes que no interfieren entre si suficientemente fuertes como para

transportar material, resultando en la formación de tómbolo para un rango de
valores entre:
(6.5)
100
Gourlay realizó las siguientes observaciones acerca de la respuesta de la playa debido
a prototipos de rompeolas basados en el desempeño de estructuras en California,
Japón, e Israel:
a. La formación de tómbolo puedo ocurrir solamente si la estructura se
encuentra dentro de la zona de surf y cuando
(6.8)
b. Para casos en los cuales la estructura se encuentra fuera de la zona de surf,

la respuesta de la playa va a estar determinada por la ubicación de la zona
de rompiente.
6.5.4 Shore Protection Manual (1984)
Basadas en los patrones de difracción de las crestas de las olas en la zona protegida
por el rompeolas, el SPM recomienda que el largo de la estructura debe ser menos que
su distancia a la costa, para de esta manera impedir la formación de tómbolo; el SPM
también propone una relación en la cual la formación de tómbolo es segura
(prevenir formación de tómbolo) (6.9)
(formación de tómbolo segura )(6.10)
6.5.5 Dally y Pope (1986)
Recomiendan los límites para la proporción entre longitud de la estructura y distancia a

la costa basada en el tipo de respuesta de playa deseada (no uniforme, donde las
salientes o tómbolos ocurren o uniformes, en la cual ocurre un desarrollo parejo de la
playa) y el largo de la playa a proteger. Para protección no uniforme en un proyecto de
corta distancia, un único rompeolas impermeable desvinculado de la costa es
recomendado, donde la longitud de la estructura es igual a la longitud total de sección a
proteger. Si la profundidad de construcción obtenida a partir de la distancia a la costa
es muy grande, Dally y Pope (1986) recomiendan mover la estructura un poco hacia la
101
costa a una profundidad donde la construcción de la estructura sea factible e
incrementar la transmisibilidad de la estructura. Proyectos con líneas de costa más
largas deberían ser protegidos con un sistema segmentado relativamente impermeable
para un desarrollo de línea de costa no uniforme.
a. Las siguientes relaciones entre el largo de la estructura y la distancia a la

línea de costa (y distancia entre las estructuras para rompeolas
segmentados) son recomendados para la formación de tómbolos.
(6.11)
(6.12)
Donde L es igual a la longitud de onda en la estructura y es la
distancia entre las estructuras.

b. La relación entre el largo de la estructura y la distancia a la costa se reduce
para la formación de saliente.
(6.13)
c. Para una protección uniforme, se recomienda que la estructura se ubique

fuera de la zona surf frecuente. Una estructura permeable y parcialmente
sumergida (se recomienda un 60 por ciento de permeabilidad) o una
estructura impermeable, frecuentemente segmentada va a permitir que
ingrese el adecuado grado de energía del oleaje a la zona de sombra de la
estructura para un desarrollo uniforme de la playa. La relación adecuada
entre la longitud de la estructura y la distancia a la costa es la siguiente:
(6.14)
6.5.6 Ahrens y Cox (1990)
Ahrens y Cox usaron el esquema del índice de clasificación de la respuesta de playa

presentado por Pope y Dean (1986) para el desarrollo de una relación para la
102
respuesta morfológica esperada como función de la proporción entre la longitud de la
estructura y la distancia a la costa.
(6.15)
es el índice de la respuesta de la playa, donde:
tómbolo permanente
tómbolo periódico
salientes muy desarrolladas
salientes suaves
sin sinuosidad.
6.5.7 Seiji, Uda, Tanaka (1987)
Basados en el estudio de más de 1500 rompeolas en Japón, Seiji, Uda y Tanaka

(1987) proponen las siguientes relaciones para predecir la erosión frente a las
distancias entre las estructuras, esta erosión es definida como el retroceso de la línea
de costa inicial (antes del proyecto).
(6.16)
(6.17)
(6.18)
6.5.8 Noble (1978)
Evaluó los efectos de estructuras costa a fuera a lo largo de la costa de California y de

las cuales de discuten en la literatura, concluyendo que “los rompeolas desvinculados
de la costa producen mínimo impacto solamente cuando la distancia de la estructura a
la línea de costa es seis veces mayor que el largo del rompeolas”, es decir:
103
(6.19)
6.6 Dimensionamiento de las estructuras
Como se mencionó al comienzo del capítulo, el primer paso para el desarrollo del
diseño funcional de un sistema de rompeolas es decidir la respuesta de la playa
deseada, en nuestro caso y tal como se lo detalla en los objetivos del proyecto, la
respuesta deseada es la formación de playa por medio de acreción. La respuesta
morfológica escogida serán salientes, evitando la formación de tómbolos, puesto que
estos podrían alterar el transporte litoral y el suministro de sedimentos de las playas
adyacentes.
De acuerdo con Gourlay (1981) un tómbolo se formará si la estructura se encuentra

ubicada en la zona de surf (pasando la zona de rompiente). La profundidad de
rompiente para una ola de diseño de Ho=1.78 m (altura de ola en aguas profundas), es
db=3.29 m con una altura Hb=3.06 m (altura de ola rompiente), (Véase Capítulo 6).
Debido a la influencia de la marea esta profundidad se encontrará más cerca de la
playa en marea alta y más lejos en marea baja. La estructura deberá ubicarse de tal
manera que se encuentre antes de la zona de rompiente (mar adentro de la zona de
rompiente) la mayor cantidad del tiempo; además, se decidió que este sistema de
rompeolas será emergido y que el rebase, en caso de presentarse será insignificante.
En vista de lo anterior, se decidió ubicar el sistema de rompeolas a una distancia de

195 m de la costa, de tal manera que el eje del primer y segundo rompeolas se
encuentren al veril de 3.00 m, el tercer rompeolas al veril de 2.50 m, y el cuarto y quinto
rompeolas al veril 2.25 m, respecto al promedio de bajamares de sicigia (MLWS).
El siguiente paso será determinar la longitud de las estructuras, para esto se tomó
como referencia los criterios desarrollados por Dally y Pope (1984), debido que
relacionan la longitud de las estructuras con la distancia a la línea de costa, basándose
en la respuesta de la costa deseada; en nuestro caso utilizaremos el criterio para la
formación de salientes, , sabiendo la distancia a la línea de costa
104
podemos determinar los límites para establecer la longitud de los segmentos de las
estructuras, obteniendo:
, para el presente trabajo se escogió un valor intermedio de
120m.
Para verificar que esta longitud es adecuada, se revisaron los criterios establecidos por
Inman y Frautschy (1966), Nir (1982), Gourlay (1981), SPM (1984), Ahrens y Cox
(1990) y Noble (1978), validando así las dimensiones obtenidas.
A continuación que muestran Valores de ls y lg que cumplen con los criterios

mencionados para un valor de x = 195 m
Table 6.2 Relaciones Empíricas

Relaciones Empíricas
Autores Criterio Resultados para x= 195 m
Inman y Ls/x ≤ 0.17 - 0.33 Ls ≤33,15-64,35

Frautschy (1966) (No ocurre pronunciada acreción) En este caso Ls=120 m, por lo que si existiera acreción
LS/x ≤ 0,5 Ls ≤ 97,5

Nir (1982)
(Acreción muy baja o no ocurre) En este caso Ls=120 m, por si se espera acreción
Tómbolo se forma solamente si la Ls > 130,65

estructura se encuentra ubicada en la En este caso la estructura no se encuentra en la zona de surf
zona de surf y Ls/x > 0,67 y Ls = 120, por ende, no se formarían tómbolos
Ls> 78 - 97,5
Gourlay (1981) Ls/x > 0,4- 0,5
En este caso Ls = 120, por lo que se espera la formación de
(Formación de saliente)
salientes
Ls>130,65 -195
Ls/x > 0,67 a 1,0 En este caso Ls = 120, por lo que no se espera la formación
de tómbolo
Ls<195
Ls/X < 1,0
En este caso Ls = 120, por lo que no se espera la formación
Shore Protection (Se previene la formación de tómbolo)
de tómbolo
Manual (SPM)
Ls>390
(1984) Ls/X > 2,0
En este caso Ls = 120, por lo que se espera la formación de
(Formación de tómbolo segura)
salientes
Ahrens y Cox Is = e (1.72 - 0.41 Ls / Lg) Is = 4 (sinuosidades suaves)
105
Ls ≤32,5
Ls/x ≤ 1/6
Noble (1978) En este caso Ls = 120 por lo que se espera impacto sobre la
(Impacto mínimo)
costa (en forma de saliente)
Lg/x < 0.8 Lg < 156m
(Sin erosión frente al espacio entre En este caso Lg= 120, por lo que no existirá erosión frente al
las estructuras) espacio entre las estructuras.
156 ≤ Lg≤ 253.5m

0.3 ≤ Lg/x ≤ 0.8
En este caso Lg= 120, por lo que habrá una menor probabilidad
(Posible erosión frente al espacio
de que exista erosión frente al espacio entre las estructuras.
entre las estructuras)
Seiji, Uda y
Tanaka (1987)
Lg/x > 0.8 Lg> 253.5 m

(Erosión segura frente al espacio En este caso Lg= 120, por lo que no existirá erosión frente al
entre las estructuras) espacio entre las estructuras.
106
CAPÍTULO 7
7. DISEÑO ESTRUCTURAL
El objetivo principal del diseño estructural de un rompeolas costa afuera es garantizar

que la estructura se mantenga estable tanto en condiciones de oleaje normales como
extremas. La estabilidad de una estructura de enrocado puede verse influenciada por
una serie de parámetros que incluyen las condiciones del oleaje, el nivel del agua,
características de la armadura (tamaño, forma, métodos de colocación, etc.), elevación
de la cresta, ancho de la cresta, pendiente, y permeabilidad general de la estructura.
(Chasten et al., 1993).
Con la finalidad de tomar en cuenta las condiciones de oleaje extremo u oleaje

de tormenta que puedan poner en peligro la estabilidad de la estructura, se utilizó una
ola de diseño de 3.14 m correspondiente a un período de retorno de 50 años. (Véase
Capítulo 08).
De acuerdo con Chasten et al. (1993), un rompeolas de enrocado convencional se

encuentra normalmente compuesto por una capa base o replantillo, un núcleo, una o
dos capas intermedias y una capa exterior o coraza. (ver Figura 7.1). Para el presente
proyecto se ha decidido que la estructura va a estar compuesta por una capa base, un
núcleo, dos capas intermedias y una capa exterior o coraza.
107
Figura 7.1 Vista transversal de un enrocado convencional
Fuente: Las autoras,2018
Para el diseño de la sección transversal de la estructura se determinó: el peso de la

roca, la altura y el ancho de cresta y el espesor de las diferentes capas, tomando en
cuenta los requerimientos necesarios (altura de ola de diseño H, densidad de la roca
WR, coeficiente de estabilidad KD, pendiente de la estructura) para proveer la
estabilidad y el rendimiento deseado, bajo las condiciones de oleaje y niveles de agua
para las cuales se hizo el diseño.
7.1 Peso de la roca
Para calcular el peso de la roca se utilizó la fórmula desarrollada por Hudson en 1984
(SPM 7-116), la cual toma en cuenta dos asunciones; (1) cero daños (menos del 5% de
daño estructural) y (2) rebase mínimo. El peso de la roca de coraza (W) se encontrará
entre un rango de 0.75W – 1.25 W, donde al menos el 50% de las rocas debería pesar
más de W (SPM,1984). Partiendo de W se puede calcular el peso de la roca de la capa
intermedia (W/15 – W/10) y el peso de la roca del núcleo (W/4000 – W/200), así como
el ancho de la cresta y el espesor de las diferentes capas.
108
Fórmula de estabilidad Hudson:
(7.1)
Donde,
W = peso de individual de la roca en la capa superior [Tn]
wr = densidad de la roca [kg/ m3]
H = altura de ola de diseño en el sitio de la estructura [m]
KD = coeficiente de estabilidad (SPM, Figura 7.8)
Sr = gravedad especifica de la roca en relación la densidad del agua, (Sr = wr/ww)
= ángulo de la pendiente de la estructura con respecto a la horizontal
7.1.1 Pendiente de la estructura
El sistema de rompeolas que se ha diseñado para proteger Playa Bruja presenta

distintas pendientes en sus diferentes lados, lo cual influye en la estabilidad de la
estructura debido a que al tener una pendiente más suave o más tendida el alcance
horizontal de la estructura va a permitir que la ola disipe mayor energía antes de llegar
a la cresta, comparado con una estructura que tenga una pendiente más empinada
como se observa en la Figura 7.2.
109
Figura 7.2 Alcance de la ola respecto a diferentes tipos de pendiente.
Fuente: Las autoras, 2018
Por esta razón, se utilizó una menor pendiente para los lados de la estructura que se
encuentran más expuestos al oleaje y una mayor pendiente para el lado protegido.
Coraza del cabezal de la estructura: pendiente de 3:1
Coraza del lado expuesto al oleaje: pendiente de 2.5:1

(Ver Figura 7.3)
Coraza del lado protegido de la estructura: pendiente de 1.5:1
110
Figura 7.3 Lados y pendientes de la estructura.
(1) Lado expuesto al oleaje, (2) Cabezal de la estructura y (3) Lado protegido de la estructura.
Fuente: Google Earth,2018
7.1.2 Densidad de la roca wr
Para determinar la cantera de la cual se va a realizar la extracción del material para el

presente proyecto, se utilizó el análisis de rocas realizado en el estudio “Diseño de
Obras de Protección con su Correspondiente Estudio de Impacto Ambiental y Plan de
Manejo Ambiental en el Frente de Costa de la Población de Palmar, 2014” (Ver Tabla
10.1), en el cual se analizaron las rocas de las canteras más cercanas a la comunidad
de Palmar, la misma que se encuentra ubicada a aproximadamente 14 km de Playa
Bruja. Se analizaron los materiales provenientes de cuatro lugares: (1) Entrada a Playa
Rosada, (2) Playa Rosada, (3) Cerro el Tablazo Santa Elena, (4) Cantera Atahualpa,
los cuales fueron evaluados en base a las especificaciones técnicas establecidas por el
Ministerio de Obras Públicas (MOP). La densidad de roca escogida es wr = 2300 kg/m
perteneciente a la cantera “Tablazo”
111
Table 7.1 Tabla de resultados de laboratorios de los sitios de interés evaluados
Fuente: Diseño de Obras de Protección con su Correspondiente Estudio de Impacto Ambiental y
Plan de Manejo Ambiental en el Frente de Costa de la Población de Palmar, 2014”
7.1.3 Coeficiente de estabilidad KD
El coeficiente de estabilidad KD dependerá del tipo de ola que llegue a la estructura (es
decir si son rompientes o no rompientes), de la rugosidad de la estructura y de la forma
de las rocas. En la tabla 7.2 se muestran los valores de KD para rocas de cantera
sugeridos por el Shore Protection Manual, (1984), los cuales varían según los factores
mencionados anteriormente. Los valores de KD para este proyecto serán igual a 4 y
2.3, para el tronco y cabezales respectivamente.
112
Table 7.2 Valores sugeridos de para el determinar el peso de la unidad de la
armadura
Fuente: Tabla 7-8 del Shore Protection Manual, 1984.
7.1.4 Cálculo del peso de la roca
A. Coraza del lado expuesto al oleaje
wr = 2300 kg/m3
H = 3.14 m
KD = 4 (SPM, 1984)
= (wr/ww = 2300/1027) = 1.24
= 2.5
W = 3.8 Tn
B. Coraza del cabezal de la estructura
wr = 2300 kg/m3
H = 3.14 m
KD = 2.3 (SPM, 1984)
= (wr/ww = 2300/1027) = 1.24
=3
113
W=5.5 Tn -- Debido a que piedras de este peso significan una mayor complejidad en
la extracción, transporte y colocación, además de ser más costosas, se decidió escoger
una piedra de W=3.8 Tn y mantener la pendiente de 3:1 para así asegurar la
estabilidad de la estructura.
C. Coraza del lado protegido del oleaje
Para determinar el peso de la roca en el lado protegido de la estructura, se debe

determinar la altura de ola que se difracta hacia la estructura, la cual estaría dada por
H= k´Hi, donde k´ es el coeficiente de difracción y Hi la altura de ola incidente, para
esto se siguió la metodología de difracción del Shore Protection Manual, (1984),
tomando como referencia el diagrama de difracción para un distancia entre las
estructuras igual a una longitud de onda y una dirección de aproximación del oleaje
perpendicular a las estructuras (Figura 2-44, SPM, V-I), obteniéndose así los
coeficientes de difracción k´ en el área de estudio. Aunque se obtuvieron valores de k´
entre 0.2 y 0.3 en el lado protegido del rompeolas, se decidió utilizar un coeficiente k´=
0.7 debido a que este se encontraba próximo a la estructura y representa un mayor
factor de seguridad al momento de calcular el peso de la roca.
Por lo tanto,
wr = 2300 kg/m3
H = k´Hi = 0.7*3.14 = 2.2 m
KD = 4 (SPM, 1984)
= (wr/ww = 2300/1027) = 1.24
= 1.5
2.20 Tn
114
D. Capa intermedia y núcleo
Como se explicó al inicio del capítulo, el peso de la roca en la capa intermedia se

encuentra entre un rango de (W/15 – W/10) y el peso de la roca del núcleo y la capa
base se encuentra entre un rango de (W/4000 – W/200). A continuación, en la tabla
7.3, se muestra un resumen de los pesos de las rocas de los diferentes lados y capas
de la estructura.
Table 7.3 Resumen de los pesos de las rocas

Capa Rango de pesos Peso [kg]
Coraza del lado expuesto al oleaje 2850 – 4750
Coraza del cabezal 0.75W – 1.25 W 2850 – 4750
Coraza de lado protegido 1650 – 2750
Capa intermedia W/15 – W/10 253 – 380
Núcleo W/4000 – W/200 0.95 – 19
7.2 Elevación y ancho de cresta
7.2.1 Elevación de la cresta
Para determinar la altura de la estructura de tal manera que la cresta siempre se

encuentre emergida entre los veriles de 3.00 m y 2,25 m respecto al MLWS, se deberá
sumar el rango de mareas de sicigia (2.18 m) y el aumento del nivel del mar por los
efectos del fenómeno de El Niño en nuestras costas de 0.5 m; por lo tanto, la elevación
de cresta será igual a:
Elevación de cresta = Profundidad con respecto al MLWS + Rango de marea +

Aumento por el fenómeno de El Niño.
Finalmente, las alturas de las estructuras son las siguientes (de sur a norte):
Rompeolas 1 = 2.25 + 2.18 + 0.5 = 4.93 → 5.00 m
Rompeolas 2 = 2.25 + 2.18 + 0.5 = 4.93 → 5.00 m
Rompeolas 3 = 2.50 + 2.18 + 0.5 = 5.18 → 5.20 m
Rompeolas 4 = 3.00 + 2.18 + 0.5 = 5.68 → 5.70 m
Rompeolas 5 = 3.00 + 2.18 + 0.5 = 5.68 → 5.70 m
115
Figura 7.4 Esquema general del proyecto
7.2.2 10.2.2 Ancho de la cresta
Para el ancho de la cresta se utilizó la siguiente fórmula encontrada en el Shore

Protection Manual (1984), ecuación 7-120.
(7.2)
donde:
= Ancho de la cresta [m]
Número de rocas (SPM recomienda mínimo n=3)
Peso de la roca de la capa [Tn]

wr = Densidad de la roca – 2,3[Tn/m3]
Coeficiente de capa (SPM, Tabla 7.13)
Para esta estructura, n=3, W=3.80 Tn, wr= 2.30 Tn/m3 y = 1, por lo tanto:
116
7.3 Espesor de la coraza, capa intermedia y número de unidades
El espesor de la coraza y la capa secundaria se calculó con la siguiente fórmula

encontrada en el Shore Protection Manual (1984), ecuación 7-121.
(7.3)
donde:
= Espesor promedio de la capa [m]
Número de rocas que comprimen la capa
Peso de la roca de la capa [Tn]

wr = Densidad de la roca – 2,3 [Tn/m3]
Coeficiente de capa (SPM, Tabla 7.13)
7.3.1 Cálculo de los espesores de capa
A. Espesor de la coraza expuesta al oleaje
3.8 Tn
2,3 Ton/m3
117
B. Espesor de la coraza protegida del oleaje
1.6 Ton
2,3 Ton/m3
C. Espesor de la capa intermedia
0.38 Ton
2.30 Ton/m3
118
7.4 Vista transversal y longitudinal de las estructuras
PLANO 1 Vista transversal y longitudinal de escollera 1
117
118
119
120
121
7.5 Vista en planta de las estructuras
PLANO 6 Vista en planta de las estructuras
122
CAPÍTULO 8
8. METODOLOGÍA DE CONSTRUCCIÓN
En De acuerdo con el manual “The Rock Manual” (CIRIA, 1991), existen dos
principales métodos de constructivos para un rompeolas costa afuera, el primero es por
tierra, mediante la construcción de terraplenes temporales que servirán de vía de
acceso hasta el área de construcción, y el segundo método se realiza mediante el uso
de maquinarias que funcionen desde una barcaza en agua.
Debido a limitaciones en el sitio de construcción como lo son la distancia desde la costa

hasta el sitio de construcción, la altura en la se encuentra el núcleo (en nuestro caso
bajo el nivel 0.0 MLWS, lo cual impediría el movimiento de la maquinaria sobre la
estructura) y la longitud de la estructura, se ha escogido como método constructivo el
uso de maquinaria desde barcaza.
De manera de general se propone que este proyecto se desarrolle en 12 fases, las

cuales se listan a continuación:
Fase 0 – Canteras
Fase 1 – Adecuación de vías de acceso, centro de acopio 1 y transporte del material
Fase 2 – Construcción de espigón y centro de acopio 2
Fase 3 – Transporte de material al centro de acopio 2
Fase 4 – Construcción de rompeolas 1
Fase 4.1 – Señalización
Fase 4.2 – Colocación de geotextil
Fase 4.3 – Colocación del replantillo y núcleo
Fase 4.4 – Colocación de capa intermedia
Fase 4.5 – Colocación de coraza
Fase 4.6 – Señalización
Fase 5 – Construcción de rompeolas 2 (repetir fase 4.1 – 4.6)
123
Fase 9 – Retiro de espigón
Fase 10 – Reutilización de material para la reconstrucción del muro de contención
existente
Fase 11 – Monitoreo
Fase 0. Canteras
La cantera escogida para la realización de este proyecto es la cantera El Tablazo,

ubicada aproximadamente a 46 km del área del proyecto. De esta cantera se extraerá
el material se servirá tanto para la construcción del espigón como para la construcción
de los rompeolas y de sus diferentes capas. Para el replantillo y núcleo se utilizará una
roca con un peso entre 10-20 kg, para la capa intermedia se utilizará una roca con un
peso entre 250-400 kg y para la capa de coraza se utilizará una roca con un peso entre
3000-4500 kg.
Fase 1. Adecuación de vías de acceso, centro de acopio 1 y transporte del

material
El centro de acopio 1 tendrá el principal objetivo de acumular el material que será

utilizado para la construcción del espigón, este centro de acopio se encuentra ubicado
finalizando el acantilado de Playa Bruja (al sur) y cuenta con un área aproximada de
1600 m2, la adecuación del centro de acopio involucra la limpieza de especies
arbustivas no protegidas.
Centro de Acopio 1
Figura 8.1 Centro de Acopio 1

Fuente: Google Earth,2018
124
Fase 2. Construcción de espigón y centro de acopio 2
Este espigón tendrá una longitud de 200 m costa afuera, por lo que servirá como vía de
acceso para las maquinarias hacia la barcaza, y a su vez servirá como centro de
acopio 2 (ver figura). Este centro de acopio facilitará el abastecimiento del material
hacia la barcaza utilizando una retroexcavadora.
Figura 8.2 Vista de planta del proyecto

Elaboración: Las autoras,2018
Fase 3. Transporte de material al centro de acopio 2
El transporte del material hacia el centro de acopio se realizará gradualmente (de

acuerdo con el avance de la construcción), las rocas serán trasladadas en camiones
directamente desde la cantera hasta el centro de acopio 2 (finalizando el espigón)
Fase 4. Construcción de rompeolas 1
Fase 4.1 Señalización
Previo a la construcción, se deberán determinar las coordenadas en las cuales

estarían ubicadas las esquinas de las estructuras, luego se deberá llegar al sitio
mediante el uso de un GPS y proceder a anclar las boyas al fondo para así
asegurar que estas no se muevan durante los procesos de constructivos, esto
servirá de guía para establecer los límites de construcción de las estructuras.
125
Fase 4.2. Colocación de geotextil
El geotextil se desenrollará en el fondo del mar con la ayuda de buzos, tratando

de de que los bordes de este coincidan con la ubicación de las boyas.
Fase 4.3. Colocación del replantillo y núcleo
El replantillo y el núcleo será constituido por el mismo tipo de roca, este será
introducido al mar por medio de volteo, siguiendo en lo posible las cotas y
pendientes establecidas en el diseño.
Fase 4.4. Colocación de capa intermedia
De la misma manera, la capa intermedia será construida por medio de volteo del
material desde una pala cargadora ubicada en la barcaza
Fase 4.5. Colocación de coraza
La coraza de la estructura será construida por el método de acomodación, es

decir con la ayuda de una grúa que opere desde la barcaza, de esta manera se
asegura que las unidades de coraza encajen lo mejor posible entre sí, y de esta
manera se aumenta la estabilidad de la estructura.
Fase 4.6. Señalización
Terminada la construcción de los rompeolas, se procederá a colocar boyas de

alerta de peligro, para prevenir a los personas y pescadores del sector.
Fase 5 - Fase 8
Para la construcción de los rompeolas restantes se seguirán los pasos 4.1 – 4.6
Fase 9. Retiro de espigón
Luego de terminada la construcción de los rompeolas se esperará un periodo de 3

meses para observar la adaptación de la estructura al oleaje y realizar alguna
126
acomodación en caso de ser necesario. Terminado este periodo de espera, se
procederá al retirado de las rocas externas que conforman el espigón, las rocas
restantes se irán erosionando con el tiempo hasta formar parte del sistema.
Fase 10. Reutilización de material para la reconstrucción del muro de contención

existente
Las rocas retiradas del espigón serán usadas para la reconstrucción del muro de
contención que actualmente existe en Playa Bruja, se dará prioridad a las secciones del
muro que se encuentren frente al inicio, final y aberturas del sistemas de rompeolas.
Fase 11. Monitoreo y Evaluación de Impacto Ambiental (EIA)
El objetivo del monitoreo y EIA es que determinar si la estructura ha producido algún

impacto sobre el medio biótico, abiótico o antrópico, por lo cual se sugiere que se
realice al cumplir el primer año de funcionamiento de la estructura y luego cada tres
años.
127
CAPÍTULO 9
9. COSTOS REFERENCIALES DEL PROYECTO
Para determinar el costo estimado del presente proyecto, se han realizado

cotizaciones, análisis de proyectos previos de estructuras de protección costera en el
litoral ecuatoriano, y consultado con profesionales con experiencia en el área. Como
resultado, se presenta un desglose de los principales costos del proyecto (ver tabla
9.1), los cuales incluyen: compra de maquinaria, estudios preliminares, construcción
del espigón temporal, construcción de cada rompeolas, retiro del espigón,
reconstrucción del muro de contención actual, y honorarios profesionales;
adicionalmente se estimó un valor de gastos administrativos y logísticos del 2%.
9.1 Maquinaria y Medios de Transporte
Se ha considerado la compra de dos excavadoras de cadenas con una capacidad de

carga de 20 toneladas, se tiene previsto que una excavadora funcione para las
actividades de carga desde el centro de acopio #2 hacia la barcaza y otra que
encuentre permanentemente en la de la barcaza; además, se ha considerado un
rubro del 10% del valor de las maquinarias, lo cual representa los gastos de
repuestos, mantenimiento y combustible.
Para el transporte del material al sitio de construcción será necesario el uso de una
barcaza, para este proyecto se recomienda una con dimensiones de 20 metros de
eslora por 6-7 metros de ancho; la cual podría tener un precio aproximado de
$190.000; Además, se prevé la compra de bote con motor fuera de borda de 5
metros de largo por 1.5 metros de ancho para las actividades como monitoreo de la
obra, movilización de la obra entre otros.
128
Table 9.1 Costos referenciales maquinaria
Rubro Descripción Unidad Cantidad Precio Unitario Precio Total
1 Excavadora 2 $170.000,00 $340.000,00

2 Barcaza 1 $190.000,00 $190.000,00
3 Bote 1 $ 2.500,00 $ 2.500,00
Subtotal $ 532.500,00
9.2 Estudios previos
Los estudios de básicos de ingeniera servirán como método de comparación y/o

confirmación de la información recolectada y analizada en los primeros capítulos de
este proyecto, para lo cual se propone que se realicen dos salidas en sicigia y 2
salidas en cuadratura, con tres estaciones por salidas, y adicionalmente dos salidas
de veleteo (sicigia y cuadratura) donde se cubran los cambios de marea.
Para esto se necesitará una persona por estación y otra para veleteo, a las cuales se
les reconocerá $150 por salida, además se toma en cuenta el alquiler del bote que se
encuentra alrededor $100, el análisis de la información recolocada y preparación de
informe $2000 y otros gastos imprevistos $200.
Se requiere realizar el estudio batimétrico y topográfico del área de estudio
Table 9.2 Costos referenciales Estudios Previos
Precio
Rubro Descripción Unidad Cantidad Precio Total
Unitario
4 Batimetria y topografia $ 25.000,00

5 Estudios Basicos de Ingenieria $ 4.500,00
Subtotal $ 29.500,00
9.3 Construcción del espigón temporal
Para el costo aproximado del espigón temporal se tomó referencia los costos
obtenidos para la construcción de los rompeolas en el presente proyecto, se estima
que la construcción del espigón esté en $650000
129
9.4 Construcción del sistema de rompeolas costa afuera
Se estima que la construcción de cada rompeolas tenga una duración de un mes,

donde será necesario la contratación de:
• Tres buzos ($2000/mes, c/u)
• Un capitán de barcaza ($1200/mes)
• Dos conductores de maquinaria ($800/mes, c/u)
• Dos ingenieros supervisores ($2500/mes, c/u)
• Un conductor de bote ($400/mes)
Table 9.3 Costos referenciales Rompeolas 1
6 Geotextil NT 3000 m2 5822 $ 3,71 $ 21.599,62

Transporte material para
replantillo y núcleo (46 106635,3
7 km) m3*km 6 $ 0,21 $ 22.393,43
8 replantillo y nucleo m3 1,783.2 $ 24,45 $ 43.599,24
materia para reposicion
9 por perdida (30%) m3 534,96 $ 24,45 $ 13.079,77
10 capa intermedia m3*km 77235,84 $ 0,25 $ 19.308,96
11 capa intermedia m3 1399,2 $ 16,58 $ 23.198,74
12 por perdida (20%) m3 279,84 $ 16,58 $ 4.639,75
Transporte de material 290411,8
13 para capa de coraza m3*km 9 $ 0,36 $ 104.548,28
14 capa de coraza m3 5605,08 $ 45,83 $ 256.880,82
15 por perdida (15%) m3 840,762 $ 45,83 $ 38.532,12
Honorarios
16 profecionales $ 14.200,00
Subtotal $ 561.980,72
130
Precio
Rubro Descripción Unidad Cantidad Precio Total
Unitario
17 Geotextil NT 3000 m2 5822 $ 3,71 $ 21.599,62

18 replantillo y núcleo (46 km) m3*km 106635,36 $ 0,21 $ 22.393,43
19 replantillo y nucleo m3 1,783.2 $ 24,45 $ 43.599,24
materia para reposicion por
20 perdida (30%) m3 534,96 $ 24,45 $ 13.079,77
21 capa intermedia m3*km 77235,84 $ 0,25 $ 19.308,96
23 perdida (20%) m3 279,84 $ 16,58 $ 4.639,75
Transporte de material para
24 capa de coraza m3*km 290411,89 $ 0,36 $ 104.548,28
25 capa de coraza m3 5605,08 $ 45,83 $ 256.880,82
26 perdida (15%) m3 840,762 $ 45,83 $ 38.532,12
27 Honorarios profecionales $ 14.200,00
Subtotal $ 561.980,72
28 Geotextil NT 3000 m2 5993,44 $ 3,71 $ 22.235,66

30 replantillo y nucleo m3 2023 $ 24,45 $ 49.462,35
materia para reposición por
31 perdida (30%) m3 606,9 $ 24,45 $ 14.838,71
Transporte material para capa
32 intermedia (46 km) m3*km 83064,96 $ 0,25 $ 20.766,24
34 perdida (20%) m3 300,96 $ 16,58 $ 4.989,92
35 capa de coraza (46 km) m3*km 310423,55 $ 0,36 $ 111.752,48
36 capa de coraza m3 5868,12 $ 45,83 $ 268.935,94
37 perdida (15%) m3 880,218 $ 45,83 $ 40.340,39
Subtotal $ 597.876,10
131
39 Geotextil NT 3000 m2 6431,04 $ 3,71 $ 23.859,16

41 replantillo y nucleo m3 2707,2 $ 24,45 $ 66.191,04
42 perdida (30%) m3 812,16 $ 24,45 $ 19.857,31
45 perdida (20%) m3 353,76 $ 16,58 $ 5.865,34
47 capa de coraza m3 6529,92 $ 45,83 $ 299.266,23
48 perdida (15%) m3 979,488 $ 45,83 $ 44.889,94
Subtotal $ 686.217,98
50 Geotextil NT 3000 m2 6431,04 $ 3,71 $ 23.859,16

52 replantillo y nucleo m3 2707,2 $ 24,45 $ 66.191,04
53 perdida (30%) m3 812,16 $ 24,45 $ 19.857,31
56 perdida (20%) m3 353,76 $ 16,58 $ 5.865,34
58 capa de coraza m3 6529,92 $ 45,83 $ 299.266,23
59 perdida (15%) m3 979,488 $ 45,83 $ 44.889,94
Subtotal $ 686.217,98
132
9.5 Retiro de espigón y reconstrucción de muro de contención actual
Se tiene previsto que el retiro y reconstrucción del espigón tengan una duración de
un mes cada uno, donde será necesario la contratación de:
• Dos conductores de maquinaria ($800/mes, c/u)
• Un ingeniero supervisor ($2500/mes)
• Seis obreros ($400/mes, c/u)
Además, se prevé que será necesario la compra de una nueva excavadora, debido a
que el desgaste de las que se compraron al iniciar proyecto las dejará obsoletas;
teniéndose un total de $183.000,00
Se consideró un 15% del costo total del proyecto como costos indirectos, los cuales
incluyen los costos administrativos, de logística y cualquier otro gasto adicional.
Finalmente, el costo total referencial del proyecto es $5.162.664,52
Table 9.8 Costo total del proyecto
Subtotal $4.489.273,50
Costos Indirectos (15%) $ 673.391,02
Total $5.162.664,52
133
CAPÍTULO 10
10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
10.1 Conclusiones
• De acuerdo con la información recolectada durante las salidas de campo e

información secundaria se determinó que: (1) las alturas de olas en aguas
profundas se encuentran entre un rango de 0.60 -2.8 m, siendo las más
frecuentes 1.0m-1.6m; el oleaje proveniente del norte (300°) se acerca a la costa
sin mayores efectos de refracción ( es decir la altura de las olas no cambia
significativamente al acercarse a aguas someras); durante las salidas de campo
se observaron olas de hasta 2.0m; el tipo de suelo es homogéneo, y su tipo de
sedimento es arena gruesa, el transporte litoral es predominante hacia la
derecha (norte); las pendientes en Playa Bruja son tipo suave y moderada; el
rango de marea se establece como 2.18m; , se observa la presencia de un flujo
de agua dominante en dirección N-NO en etapa flujo y NE-SE en etapa reflujo
• La solución propuesta en el presente proyecto para proteger la sección de

carretera que se encuentra sobre el acantilado de Playa Bruja, así como la
infraestructura ubicada en su frente costero, consiste en la construcción de un
sistema de rompeolas costa afuera compuesto por cinco estructuras de 120
metros cada uno y separadas entre sí 80 metros, protegiendo un frente costero
de unos 920 metros.
134
• Las estructuras fueron diseñadas de tal manera que disipen la energía del oleaje
incidente, lo que generaría una zona de calma y en el futuro, la acreción de
sedimentos en forma de salientes
• El método constructivo se basa en la construcción espigón temporal en cuyo

extremo (lado que da al mar) se encuentre un centro de acopio que servirá para
abastecer a la barcaza. El costo estimado para este proyecto es de
$5.162.664,52
10.2 Recomendaciones
• Se recomienda que para el diseño final de las estructuras se realice un

levantamiento batimétrico y una detección de fallas geológicas a fin de
determinar acertadamente la ubicación de las escolleras.
• Se recomienda que para determinar un preciso nivel de asentamiento de las

estructuras se realice un estudio de perfil de suelo en la zona de construcción.
• Antes de la retirada del espigón se recomienda esperar un periodo 3 meses para
observar la adaptación de la estructura al oleaje y realizar alguna acomodación
en caso de ser necesario.
• Realizar campañas de socialización antes, durante y después del proyecto, no

solamente en la comunidad de Libertador Bolívar, sino en las comunidades
aledañas.
135
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141
ANEXOS
142
ANEXO A
Tablas de resultados circulación off-shore
16 julio 2018 Sicigia 10h16-15h12
a. Siembra 1
Veleta Negra Roja Azul Amarillo-Roja Azul-Roja
Tipo SS S SS S SS
Hora 10:16-11:01 10:20-11:00 10:22-10:59 10:24-10:57 10:27-10:55
Distancia (m) 153,32 90,79 53,01 79,56 28,07
Dirección (grados) 59 49 91 15 4
Velocidad (cm/s) 5,68 3,78 2,39 4,02 1,67
Hora 11:01-11:13 11:00-11:16 10:59-11:18 10:57-11:20 10:55-11:21
Distancia (m) 48,80 56,86 49,65 102,65 40,50
Dirección (grados) 45,83 56 99 42 327
Velocidad (cm/s) 6,78 5,92 4,36 7,44 2,60
Vel prom(cm/s) 6,23 4,85 3,37 5,73 2,13
Promedio Veletas Superficiales 5,29
Promedio Veletas Subsuperficiales 3,91
b. Siembra 2
Tipo SS S SS S SS
Hora 11:31-11:56 11:29-11:58 11:28-11:59 11:27-12:00 11:25-12:01
Distancia (m) 145,06 102,08 95,04 119,64 126,05
Velocidad (cm/s) 9,67 5,87 5,11 6,04 5,84
Hora 11:56-12:37 11:58-12:36 11:59-12:35 12:00-12:34 12:01-12:32
Distancia (m) 213,71 170,05 164,30 135,37 122,67
Velocidad (cm/s) 8,69 7,46 7,61 6,64 6,60
Hora 12:37-13:00 12:36-13:04 12:35-13:05 12:34-13:09 12:32-13:11
Distancia (m) 110,29 124,04 132,97 123,48 122,59
Velocidad (cm/s) 7,99 7,38 7,39 5,88 5,24
Vel prom(cm/s) 8,78 6,90 6,70 6,19 5,89
143
c. Siembra 3

Tipo SS S SS S SS
Hora 13:19-13:45 13:17-13:46 13:16-13:47 13:15-13:48 13:13-13:49
Distancia (m) 95,89 120,35 92,18 127,32 102,34
Velocidad (cm/s) 6,15 6,92 4,96 6,43 4,74
Hora 13:45-14:12 13:46-14:10 13:47-14:08 13:48-14:07 13:49-14:05
Distancia (m) 114,54 127,46 70,49 89,83 69,89
Velocidad (cm/s) 7,07 8,85 5,59 7,88 7,28
Vel prom(cm/s) 6,61 7,88 5,28 7,15 6,01
d. Siembra 4
Tipo SS S SS S SS
Hora 14:14-14:48 14:15-14:47 14:17-14:45 14:18-14:44 14:20-14:43
Distancia (m) 151,46 161,47 86,49 131,61 88,12
Velocidad (cm/s) 7,42 8,41 5,15 8,44 6,39
Hora 14:48-15:06 14:47-15:08 14:45-15:09 14:44-15:11 14:43-15:12
Distancia (m) 97,25 78,82 67,60 133,54 107,35
Velocidad (cm/s) 9,00 6,26 4,69 8,24 6,17
Vel prom(cm/s) 8,21 7,33 4,92 8,34 6,28
144
Salida 7 Julio 2017 -Cuadratura 10h21-15h47
a. Siembra 1
Veleta Roja Azul Franjas Azul Amarillo-Roja
Tipo S SS SS S
Hora 10:26-10:57 10:24-10:59 10:29-10:55 10:21-11:01
Distancia (m) 46,10 36,88 58,69 18,11
Dirección (grados) 94,00 131 134 84
Velocidad (cm/s) 2,48 1,76 3,76 0,75
Hora 10:57-11:27 10:59-11:26 10:55-11:29 11:01-11:25
Distancia (m) 32,25 15,03 59,46 17,20
Velocidad (cm/s) 1,79 0,93 2,91 1,19
Hora 11:27-12:02 11:26-12:04 11:29-11:59 11:25-12:06
Distancia (m) 57,27 24,08 52,47 64,66
Velocidad (cm/s) 2,73 1,06 2,91 2,63
Velocidad promedio (cm/s) 2,33 1,25 3,20 1,53
b. Siembra 2

Tipo S SS SS S
Hora 12:13-12:45 12:11-12:47 12:15-12:43 12:09-12:48
Distancia (m) 91,24 48,76 34,71 103,45
Velocidad (cm/s) 4,75 2,26 2,07 4,42
Hora 12:45-13:19 12:47-13:17 12:43-13:21 12:48-13:14
Distancia (m) 97,59 60,54 68,26 78,89
Velocidad (cm/s) 4,78 3,36 2,99 5,06
145
c. Siembra 3

Tipo S SS SS S
Hora 13:26-14:01 13:28-13:59 13:24-14:02 13:30-13:58
Distancia (m) 123,04 56,22 120,42 104,24
Velocidad (cm/s) 5,86 3,02 5,28 6,20
Hora 14:01-14:27 13:59-14:29 14:02-14:26 13:58-14:31
Distancia (m) 81,32 39,60 50,54 106,79
Velocidad (cm/s) 5,21 2,20 3,51 5,39
d. Siembra 4

Tipo S SS SS S
Hora 14:39-15:02 14:38-15:04 14:41-15:00 14:35-15:05
Distancia (m) 77,90 33,73 48,17 125,18
Dirección (grados) 61 78 42 44
Velocidad (cm/s) 5,64 2,16 4,23 6,95
Hora 15:02-15:22 15:04-15:21 15:00-15:24 15:05-15:19
Distancia (m) 84,20 25,50 55,44 49,58
Velocidad (cm/s) 7,02 2,50 3,85 5,90
Hora 15:22-15:43 15:21-15:45 15:24-15:41 15:19-15:47
Distancia (m) 88,41 62,36 45,61 132,94
Dirección (grados) 52 74 52 44
Velocidad (cm/s) 7,02 4,33 4,47 7,91
146
21 Julio 2018 Cuadratura 11H33-14h10
a. Siembra 1
Veleta Azul-Roja-Ploma Amarillo-Rojo Negra Roja Azul Azul-Roja
Tipo SS S SS S SS S
Hora 11:33-12:25 11:36-12:23 11:39-12:21 11:41-12:21 11:43-12:20 11:45-12:19
Distancia (m) 114,49 128,00 119,57 119,64 102,88 111,63
Dirección (grados) 334 0,45 346 344 339 350
Velocidad (cm/s) 3,67 4,54 4,74 4,99 4,63 5,47
Hora 12:25-12:50 12:23-12:52 12:21:12:53 12:21-12:54 12:20-12:55 12:19-12:57
Distancia (m) 59,62 58,00 94,37 113,99 102,96 130,86
Dirección (grados) 337 350 347 352 349 353
Velocidad (cm/s) 3,97 3,38 4,91 5,76 4,90 5,74
Hora 12:50-13:32 12:52-13:30 12:53-13:28 12:54-13:27 12:55-13:23 12:57-13:21
Distancia (m) 106,28 56,00 80,06 81,02 82,76 85,38
Velocidad (cm/s) 4,22 2,58 3,81 4,09 4,93 5,93
Velocidad promedio (cm/s) 3,95 3,50 4,49 4,94 4,82 5,71
b. Siembra 2
Tipo SS S SS S SS S
Hora 13:37-14:22 13:39-14:20 13:41-14:19 13:43-14:17 13:45-14:16 13:47-14:14
Distancia (m) 81,41 82,38 66,48 88,10 47,89 76,92
Velocidad (cm/s) 3,02 3,35 2,92 4,32 2,57 4,75
Hora 14:22-14:46 14:20-14:48 14:19-14:49 14:17-14:51 14:16-14:53 14:22-14:54
Distancia (m) 46,32 54,92 67,47 94,09 67,05 104,31
Velocidad (cm/s) 3,22 3,27 3,75 4,61 3,02 4,35
147
c. Siembra 3
Tipo SS S SS S SS S
Hora 15:07-15:30 15:05-15:32 15:04-15:33 15:02-15:34 15:01-15:35 14:59-15:36
Distancia (m) 53,34 74,15 56,89 46,24 58,69 103,47
Velocidad (cm/s) 3,87 4,58 3,27 2,41 2,88 4,66
Hora 15:30-16:10 15:32-16:09 15:33-16:07 15:34-16:05 15:35-16:03 15:36-16:01
Distancia (m) 76,84 67,19 81,39 31,95 44,55 73,82
Velocidad (cm/s) 3,20 3,03 3,99 1,72 2,65 4,92
14 agosto 2018 Sicigia 11h01 – 13h05
Azul Roja Negra Amarillo Rojo-Azul

Tipo SS S SS S SS
Hora 11:01-11:53 11:06-11:53 11:09-11:52 11:10-11:50 11:12-11:49
Distancia (m) 165,60 203,57 124,34 161,25 174,41
Velocidad (cm/s) 5,31 7,22 4,82 6,72 7,86
Hora 11:53-12:23 11:53-12:24 11:52-12:26 11:50-12:37 11:49-12:29
Distancia (m) 116,39 164,07 101,77 No hay dato por 215,33
Dirección (grados) 72 81 67 "perdida" de 61
Velocidad (cm/s) 6,47 8,82 4,99 veleta 8,97
Hora 12:23-13:05 12:24-13:05 12:26-13:03 12:37-13:02 12:29-13:00
Distancia (m) 179,67 207,87 126,57 137,44 162,37
Velocidad (cm/s) 7,13 8,45 5,70 9,16 8,73
Velocidad promedio (cm/s) 6,30 8,16 5,17 7,10 8,52
148
ANEXO B
a. Primera Salida de Campo – 16 de Junio del 2018 (sicigia)
En la estación 2 en general se presentan los mayores valores de alturas promedio de

olas visuales ubicadas en un rango entre 0,50 y 0,95 m, mientras que en la estación 3
se puede observar un decrecimiento en las alturas de ola con un rango entre 0,44 y
0,90 m.
149
b. Segunda Salida de Campo – 7 Julio del 2018 (cuadratura)

0,52 m.
150
c. Tercera Salida de Campo – 21 de Julio del 2018 (cuadratura)

0,79 m.
151
d. Cuarta Salida de Campo – 14 de Agosto del 2018 (Sicigia)

0,83 m.
152
ANEXO C
Tabla C1. Valores C1/C2; T =14 con una Lo = 305,76 m
D [metros] d/Lo tanh ((2 π d)/L) C1/C2

200 0,6541 0,9994 1,029
100 0,3271 0,9713 1,032
80 0,2616 0,9412 1,065
60 0,1962 0,8839 1,051
50 0,1635 0,8411 1,075
40 0,1308 0,7824 1,112
30 0,0981 0,7039 1,073
25 0,0818 0,6558 1,101
20 0,0654 0,5954 1,355
10 0,0327 0,4395 1,410
Tabla C2. Valores C2/C1; T =16 con una L= 399,36
D [metros] d/Lo tanh ((2 π d)/L) C1/C2

200 0,5008 0,9964 1,068
100 0,2504 0,9332 1,050
80 0,2003 0,8884 1,086
60 0,1502 0,8183 1,063
50 0,1252 0,77 1,086
40 0,1002 0,7093 1,122
30 0,0751 0,6324 1,084
25 0,0626 0,5834 1,099
20 0,0501 0,531 1,376
10 0,0250 0,386
153
ANEXO D
% hacer cero todos los valores de direccion que no estan entre 200-240
for i=1:length(dpcc)
if dpcc(i,1)<240 && dpcc(i,1)>=200;
dpcc1(i,1)=dpcc(i,1);
else
dpcc1(i,1)=0;
i=i+1;
end
end
% hacer cero todos los valores de periodo que corresponden a un dpcc de

% cero
tpcc1=tpcc;
for i=1:length(tpcc)
if dpcc1(i,1)==0;
tpcc1(i,1)=0;
else
i=i+1;
end
end
tpcc2=tpcc1;
% hacer cero a todos los valores de tpcc que no estan entre 13 y 15

if tpcc1(i,1)<15 && tpcc(i,1)>=12;
tpcc1(i,1)=tpcc1(i,1);
else
tpcc1(i,1)=0;
i=i+1;
end
end

if tpcc2(i,1)<17 && tpcc(i,1)>=15;
else
tpcc2(i,1)=0;
i=i+1;
end
end
%hacer cero todas los valores de hscc que corresponden a dpcc1 y tpcc1 cero
hscc1=hscc;
if tpcc1(i,1) ~=0 && dpcc1(i,1) ~=0;
hscc1(i,1)=hscc(i,1);
else
hscc1(i,1)=0;
i=i+1;
end
end
154
hscc2=hscc;
if tpcc2(i,1) ~=0 && dpcc1(i,1) ~=0;
else
hscc2(i,1)=0;
i=i+1;
end
end
%Este es el Kr para un angulo que este entre 200-240 y un periodo de 13.5 y

%14.5
hscc1(hscc1==0)
%M(M==0) = []
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% hacer cero todos los valores que no estan entre 290-310

for i=1:length(dpcc)
if dpcc(i,1)<310 && dpcc(i,1)>=290;
dpcc2(i,1)=dpcc(i,1);
else
dpcc2(i,1)=0;
i=i+1;
end
end
% hacer cero todos los valores de periodo que corresponden a un dpcc de

% cero
tpcc3=tpcc;
if dpcc2(i,1)==0;
tpcc3(i,1)=0;
else
i=i+1;
end
end
tpcc4=tpcc3;

if tpcc3(i,1)<15 && tpcc3(i,1)>=12;
else
tpcc3(i,1)=0;
i=i+1;
end
end

if tpcc4(i,1)<17 && tpcc4(i,1)>=15;
else
155
tpcc4(i,1)=0;
i=i+1;
end
end
hscc3=hscc;
if tpcc3(i,1) ~=0 && dpcc2(i,1) ~=0;
else
hscc3(i,1)=0;
i=i+1;
end
end
hscc4=hscc;
if tpcc4(i,1) ~=0 && dpcc2(i,1) ~=0;
else
hscc4(i,1)=0;
i=i+1;
end
end
%%%
hscc1(hscc1==0) = [];
hscc2(hscc2==0) = [];
hscc3(hscc3==0) = [];
hscc4(hscc4==0) = [];
% crear vectores kr para cada hscc

kr1(length(hscc1),1)=zeros; %kr direccion 200-240, t= 13-15
kr1(:)=0.559;
kr2(length(hscc2),1)=zeros; %kr direccion 200-240, t=15-17

kr2(:)=0.2686;
kr3(length(hscc2),1)=zeros; %kr direcion 290-310, t=13-15

kr3(:)=0.953;
kr4(length(hscc2),1)=zeros; %kr direcion 290-310, t=15-17

kr4(:)=0.9045;
%crear vectores ks para cada hscc

ks1(length(hscc1),1)=zeros; %t=14
ks1(:)=1.24;
ks2(length(hscc2),1)=zeros; %t=16
ks2(:)=1.315;
% H*Kr*Ks
for i=1:length(hscc1);
156
H1(i,1)=(hscc1(i,1))*(kr1(i,1))*(ks1(i,1));
end
H2(i,1)=(hscc2(i,1))*(kr2(i,1))*(ks2(i,1));
end
H3(i,1)=(hscc3(i,1))*(kr3(i,1))*(ks1(i,1));
end
H4(i,1)=(hscc4(i,1))*(kr4(i,1))*(ks2(i,1));
end
%unir H1..
Hsum=vertcat(H1,H2,H3,H4);
figure
hist(Hsum)
hold on,
hist(hscc)
157
ANEXO E
158
159
160
161
162
163
164
ANEXO F
165

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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

Facultad de Ingeniería en Marítima, Ciencias Biológicas, Oceánicas

“DISEÑO DE UNA ESTRUCTURA DE PROTECCIÓN COSTERA PARA

Previo la obtención del Título de:

INGENIERO OCEÁNICO AMBIENTAL

SARA ALEJANDRA CANSING ANDRADE

Agradecemos enormemente a todas

“Los derechos de titularidad y explotación, nos corresponde conforme al reglamento

Grace María Mena Naranjo Sara Alejandra Cansing Andrade

Luis Miguel Altamirano Pérez, MSc.

PROFESOR DE LA MATERIA INTEGRADORA

Edgar Eduardo Cervantes Bernabé, MSc.

Palabras Clave: muro de protección, estabilidad, acantilado, rompeolas costa afuera.

Keywords: rubble-mound structure, stability, cliff, detached breakwater.

Figura 1.1 Alternativas para la mitigación de daños……………………………………...4

Tabla 1.1 Tipos de estructuras, su objetivo y función principal. ………………………..6

La comuna Libertador Bolívar perteneciente a la parroquia Manglaralto, se encuentra

De acuerdo con la información recolectada en el taller de socialización realizado para

Actualmente, el enrocado ha perdido funcionabilidad, lo que pondría en riesgo la

El presente proyecto se ha dividido en 10 capítulos, tal como se muestra a

Capítulo 1: Introducción y Marco Teórico

Diseñar una estructura de protección para el acantilado de Playa Bruja para

1. Analizar la información obtenida durante las mediciones de campo e

2. Integrar a la comunidad en el proceso de toma de decisiones para escoger la

3. Diseñar la alternativa de protección costera seleccionada en base a criterios

1.1 Protección costera

1.1.1 Principales propósitos de las obras de defensa costera

a) Reducción del daño por tormenta

El fenómeno de “El Niño” conocido por provocar elevaciones en el nivel de mar y

a) Mitigación de Erosión Costera:

La mitigación de la erosión se traduce en la reducción del daño de tormenta causado

Decir que se puede tener un control completo de las inundaciones y de la erosión

Un nuevo campo de preocupación es la restauración de recursos medioambientales

Figura 1.1 Alternativas para la mitigación de daños

1.3 Tipos de estructuras de protección costeras

Como se describió anteriormente, las estructuras costeras son utilizadas principalmente

Fuente: Coastal Engineering Manual (USACE, 2002)

Si lo que se busca con la construcción de un rompeolas es proteger una línea de costa

1.4.1 Sistema de rompeolas

Un sistema de rompeolas consta de múltiples estructuras separadas a lo largo de la

1.4.2 Rompeolas desvinculados de la costa

Los rompeolas costa afuera generalmente están ubicados paralelos a la orilla,

Figura 1.2 Formación de salientes y tómbolos

El tipo de rompeolas costa afuera más usado es el de enrocamiento; sin embargo, en

El rompeolas tipo enrocado o montículo de piedras, es una estructura homogénea

Figura 1.3 Rompeolas de enrocamiento

1.5 Usos de las estructuras costeras en el Ecuador

A lo largo del litoral ecuatoriano se pueden encontrar varias obras o estructuras

1.5.1 Encausamiento de flujo de agua en camaroneras mediante el uso de

Esta configuración de estructuras toma usualmente el nombre de “jetties”, es común su

A lo largo del borde costero de la parroquia de Chanduy, y en Manglaralto se pueden

Figura 1.4 Espigones en la parroquia de Chanduy, provincia de Santa Elena

1.5.2 Puertos Pesqueros Artesanales

Figura 1.6 Puerto pesquero artesanal de Anconcito, provincia de Sana Elena

1.5.3.1 Puerto de Manta

1.5.3.2 Puerto de Esmeraldas

Figura 1.9 Puerto de Manta, provincia de Manabí

1.5.4 Desarrollo Turístico

Figura 1.12 Puerto Lucia Yacht Club, provincia de Santa Elena