Transformación de ondas infragravitatorias en playas

Abstract

RESUMEN: El oleaje que se propaga en aguas litorales está caracterizado por procesos altamente no lineales y una amplia gama de escalas espacio-temporales. En aguas someras, los procesos no lineales favorece una transferencia de energía desde la frecuencia de pico del espectro hacia oscilaciones de corto y largo periodo. Munl (1949) y Tucker (1950) reportaron por primera vez la presencia de oscilaciones de superficie libre con periodos de los grupos de ondas cortas y acuñaron el término "surf beat" para estos tipos de movimientos (también el término "ondas infragravitatorias" es frecuentemente usado hoy en día). Desde entonces, las ondas en frecuencias del surf beat han atraído una creciente atención por parte de los investigadores de procesos costeros, habiéndose producido un gran número de trabajos de campo, laboratorio y numéricos publicado sobre este tema. La demostrada importancia de las ondas con frecuencia de surf beat pone de manifiesto la necesidad de desarrollar metodologías que incorporen las ondas largas con el fin de predecir la evolución de la costa y las oscilaciones de run-up. El objetivo principal de este trabajo es mejorar el estado de conocimiento de los procesos hidrodinámicos de baja frecuencia inducidos por el oleaje en playas. Concretamente, se hace énfasis en el estudio de los procesos de asomeramiento, disipación, oscilación y reflexión de ondas infragravitatorias. En este trabajo, el estudio de las ondas de largo periodo ha sido llevado a cabo mediante técnicas numéricas y experimentales. Se ha dedicado una atención especial a las interacciones no lineales y a la generación y liberación de ondas en las zonas de asomeramiento y de rotura. La dispación de energía de baja frecuencia en la zona de rompientes ha sido estudiada identificando los diferentes mecanismos de disipación. Finalmente, este trabajo se ha centrado en las oscilaciones de swash en playas en condiciones altamente disipativas.

ABSTRACT: Nearshore processes are highly nonlinear and they encompass a wide range of time and spatial scales. This work deals with low-frecuency phenomena induced by the incident wave field in the surf and swash zone. In order to deal with low-frequency motions in coastal waters, the combined use of laboratory data and numerical simulations is carried out. Capability of the RANS-type IH-2VOF and NLSW-type SWASH models to simulate hydrodynamic processes induced by breaking waves is tested by means of comparison with laboratory observations. Since numerical models provide a means to obtain high spatial and time resolution information that is almost impossible to achieve in the laboratory, they represent a poweful and complementary tool in order to investigate nearshore hydrodynamics. The numerical simulations confirm previous work and improve laboratory observations regarding the study of low-frequency motions on beaches. Special attention is devoted to nonlinear interactions resulting in an enhacement of low frequency waves in the shoaling zone as well as the release of free long waves over a sloping bottom. The low-frequency energy damping inside the surf zone is addressed in detail identifying the dissipation agents and its contribution along the cross-shore profile. Finally, the last part of this work focuses on swash oscillations on the beach face under highly dissipative conditions when saturation extends to surf beat frequencies.