Universidad de Guayaquil Facultad de ciencias matemáticas y físicas Escuela de ingeniería civil
TEMA : Clasificación de las rompientes según Galvin
Estudiante: David Yturralde Coello
Asignatura: Obras Portuarias
Profesor: Ing. Guillermo Pacheco
Grupo: G1-B
¿QUE SON ROMPIENTES? En la naturaleza ocurre un continuo de formas de olas. Sin embargo, se reconocen comúnmente cuatro tipos de olas: derrame, cóncavas, colapsantes y marejadas. Cuando el peralte sobrepasa un determinado valor, la ola se hace inestable, y cambia de forma. El frente adquiere más pendiente que la parte trasera de la ola y las velocidades en la parte superior de la cresta, superan la celeridad de la ola. Cuando la velocidad de las partículas en la parte superior de la cresta supera la celeridad de la ola, las partículas escapan de la cresta, lanzándose hacia delante, produciendo lo que se conoce como la rotura de ola.
Relación altura – profundidad
En aguas profundas la altura de la ola se considera insignificante en relación con la profundidad del agua La ola se considera coma una sola entidad Toda la ola viaja a la misma velocidad En aguas poco profundas la altura de la ola no puede considerarse insignificante La parte alta está en aguas más profundas que la parte baja La parte alta viaja más rápido que la parte baja
La ola ‘tropieza’ y acaba rompiendo
Teóricamente, una ola rompe cuando la profundidad se reduce a 1,3 x la altura de la ola
DERRAME Los rompientes de derrame están caracterizadas por un gradual ascenso de la ola hasta que la cresta se hace inestable, resultando en un suave derrame hacia delante de la cresta.
CÓNCAVOS Los rompientes cóncavos se distinguen porque la cara de la ola hacia el shore se hace vertical, se curva sobre sí misma y se vuelca hacia delante y hacia abajo como una masa intacta de agua.
COLAPSANTES En las rompientes colapsantes, solamente la parte de debajo de la cara frontal de la ola se hace vertical y es empujada hacia adelante en un abreviado derrame del movimiento del agua. MAREJADA En rompientes de marejada la cara frontal y cresta de la ola permanecen relativamente suaves y la ola se desliza directamente hacia la playa sin romper
. Las rompientes de derrame y cóncavas ocurren en la zona de rompientes, mientras que las colapsantes y de marejada están restringidas a la zona de derrame.
La transición de un tipo de rompiente hacia otro es gradual y en zonas naturales de las rompientes está a menudo presente una mezcla de tipos de rompientes. El tipo de rompiente depende principalmente del gradiente de la playa y pendiente de la ola, que puede ser expresada por el parametro de similar dad del rompiente definido por las condiciones del agua profunda. De acuerdo a la clasificación de Galvin (1968), los límites de los tipos de rompientes están dados por:
En resumen, tenemos Los diferentes tipos de rotura son, según Galvin (1968): Rompientes en SPILLING se producen cuando la cresta de la ola se convierte en inestable y rompe con la espuma fluyendo hacia abajo de la cara del frente de ola en pendiente suave. Rompientes en PLUNGING se producen si la cresta se riza por encima del frente de ola y cayendo en la base de la ola, resultando en una explosión de agua. Rompientes en COLAPSING se producen si la cresta se mantiene sin romper y la parte frontal de la ola se pone vertical hasta que cae y produce una superficie de agua turbulenta e irregular. Rompientes en SURGING se producen si la cresta se mantiene sin romper y la parte frontal de la ola avanza hacia arriba de por la pendiente de la orilla con una rotura menor.
TIPO DE ROMPIENTES SPILLING
PLUNGING
SURGING
COLLAPSING
CLASIFICACION DE LAS ROMPIENTES SEG N GALVIN SITUACIONES EN EL QUE DESCRIPCION SE DA oleaje peraltado la cresta de la olas se va haciendo cada vez mas propagandose sobre playas aguda, hasta que se hace inestable y se con poca pendiente derrama hacia abajo por la pendiente frontal de la ola olas con poco peralte la cara frontal de la ola se hace casi vertical, la propagandose sobre playas cresta de ka ola se hace mas aguda, relativamente inclinadas curvandose hacia el frente hasta que finalmente se precipita ocurre en playas con la cara frontal se hace muy vertical, pero con la pendientes altas y olas con particularidad de que la base de la ola llega a la poco peralte playa antes de que se lleve a cabo la rotura, por lo que la cresta se colapsa y desaparece es intermedia entre la rompiente tipo plunging y surging
LIMITES
ᶓ ˂0.5
0.5˂ᶓ ˂3.3
ᶓ
> 3.3
ᶓ ˂0.4
0.4˂ᶓ ˂2
ᶓ
>2
Galvin encontró una expresión empírica de predicción para el tipo de r ompiente, usando dos parámetros adimensionales:
∗
ó
∗ ∗
Donde: : : : : :
Conforme estos parámetros adimensionales crecen, la rompiente se va transformando de surging a plunging a spilling. Estos parámetros propuestos por Galvin, combinan la pendiente de la playa m con el peralte del oleaje, expresado alternativamente como
ó
∗
Posteriormente, Battjes redefine estos parámetros en términos del parámetro de Irribarren en aguas profundas y en aguas someras
Por lo que, de acuerdo a la clasificación de Galvin y a la redefinición de Battjes, los límites de los tipos de rompiente son los que se muestran en la tabla 1 anteriormente mostrada. Donde ᶓ ᶓ se refieren a la altura de la ola en rotura o altura de la ola en aguas profundas en la expresión de ᶓ .
Tipo de rompientes, dependiendo de la pendiente de la playa y el peralte del oleaje
Perfiles de distintos tipos de rompientes obtenidos a partir de fotografias instantaneas. La flecha indica el punto inicial de la rompiente
MÉTODO NUMÉRICO PARA CALCULAR LA PENDIENTE
Parámetros La parte más alta de una ola es su cresta, y la parte más profunda de la depresión entre dos olas consecutivas se llama valle. A la distancia entre dos crestas se le denomina longitud de onda (λ) y a la diferencia de altura entre una cresta y un valle se le llama altura de la ola. La amplitud es la distancia que la partícula se aparta de su posición media en una dirección perpendicular a la de la propagación. La amplitud vale la mitad de la altura. La pendiente (δ) es el cociente de la altura y la longitud de onda: δ = H / λ Se llama período (τ) al tiempo que transcurre entre el paso de dos crestas consecutivas
por el mismo punto. La velocidad de onda (también llamada velocidad de fase o celeridad), es decir la velocidad de propagación, se calcula dividiendo la longitud de onda por el período: c = λ / τ En aguas profundas (>λ/2) la velocidad de onda es proporcional a la longitud de onda, en aguas muy superficiales (<λ/2) por el contrario depende sólo de la profundidad.
Parámetros de las olas. A=amplitud. H=altura. λ=longitud de onda.
Método Newton Rapson En análisis numérico el método de la secante es un método para encontrar los ceros de una función de forma iterativa.
La ecuación de una ola estacionaria reflejada en un puerto está dada por:
Para 16, t=12, v=48, h=0.4h0, (40% de la altura inicial) graficando, para encontrar la punto que se intercepta con la eje de las abscisa interaccionando de tal que partimos con: a=5 b:10
x0=(a+b)/2
de la funcion la derivamos, y luego realizamos una tabla de interaciones de modo que el numero que se repita, ese sera el valor. La solución más pequeña positiva se encuentra en el intervalo [5,10].
Método de la secante El método se define por la relación de recurrencia:
Como se puede ver, este método necesitará dos aproximaciones iniciales de la raíz para poder inducir una pendiente inicial.
Dos primeras iteraciones del método de la secante.
Bibliografía
1. https://es.scribd.com/document/347322995/Estudio-comparativo-de-criteriosde-rotura-del-oleaje-regular-Sierra-Lo-Presti-pdf 2. http://www.tesisenred.net/bitstream/handle/10803/6389/06Ocma06de13.pdf?se quence=6 3. http://www.euskadi.eus/gobiernovasco/contenidos/informacion/kiroleskola/eu_kirolesk/adjuntos/5.acercamiento %20a%20la%20costaB.pdf 4. Métodos numéricos para ingenieros
