ARTÍCULOS

Influencia de la urbanizacion en la dinamica costera, Villa Gesell, provincia de Buenos Aires, República Argentina.

 

Silvia C. Marcomini * y Rubén A. López *  **

* Departamento de Geología. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria. Pabellón II. 1428 Capital Federal. República Argentina.
** Departamento de Costas y Medio Ambiente. Municipalidad de La Costa. Av. Costanera 8001. 7108 Mar del Tuyú, Buenos Aires, República Argentina.

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Resumen

Las playas de la localidad de Villa Gesell han sufrido un importante grado de erosión relacionado con un mal manejo del ecosistema costero y con un incremento explosivo en la población turística.
Se presenta un modelo de variación morfodinámico estacional en playas afectadas por distintos grados de alteración antrópica al medio físico, reconociéndose tres estados de erosión inducida: bajo, mediano, alto. Se determinó un ciclo de recuperación anual para playas naturales, con cambios en la configuración del perfil de playa relacionados a la disposición y presencia de bermas estacionales durante el invierno. En áreas urbanas se detectó una alteración en los ciclos naturales de recuperación. Las bermas estables pueden estar o no presentes en función del grado de deterioro del equilibrio natural. En sectores fuertemente afectados por la urbanización, la berma estable desaparece y pasa a integrar bermas estacionales acíclicas. Si el grado de alteración es separación se mantiene una berma estable que es parcialmente erosionada durante un ciclo anual y pueden o no adosarse bermas transicionales durante el invierno.
Asimismo se analizan los parámetros texturales de los sedimentos de los distintos subambientes de playa y su relación con las variaciones temporales en una mesoescala (cambios estacionales) y su relación espacial (variaciones a lo largo de la costa).
La playa frontal, es el subambiente  que mejor refleja las variaciones temporales y espaciales, debido a la gran influencia de la alternancia entre el lavado y deslizamiento producidos por la acción combinada de las mareas y del oleaje.
Los parámetros texturales que evidenciaron una mejor respuesta a las condiciones erosivas son la asimetría, la selección y la media en la playa frontal. Mientras que los parámetros físicos determinantes son disminución en el ancho de playa e incremento en la pendiente.
Otro factor textural determinativo es la combinación entre selección y asimetría en los diagramas bivariantes. En playas erosivas, al incrementarse la desviación estándar disminuye la asimetría y en playas naturales la relación es inversa.
El análisis univariante de la entropía en los sedimentos de playa frontal puede considerarse como una alternativa apropiada para determinar la selección, aunque en las playas estudiadas la última resalta mejor la selectividad del medio de transporte.
La selección y entropía son los únicos parámetros texturales determinativos de las variaciones estacionales. Se detectó una disminución en la desviación estándar y de la entropía durante el verano en las muestras analizadas.

Palabras clave: Morfodinámica costera; Urbanización; Erosión; Bermas; Cambios estacionales.

Extended abstract

The beaches of Villa Gesell have suffered  important rates of erosion related to antrhopogenic activities which altered the natural coastal ecosystem. The man induced erosion was mainly recognized on the beaches located in the center of the town.
A morphodynamic model that shows the beach configuration response to man induced erosion and seasonal  variations is proposed in the paper. Three stages of man induced erosion were described: high, moderate and low .The model is useful to detect low rates of erosion based on the monitoring of the stable berm and transitional berms behavior in the beach profile.
The coastal area of Buenos Aires is represented by an accumulative coast characterized by an active  dune field of 0.05 km to 3.5 km width with dunes height that vary between 2 to 25 m. The beaches are 60 m to 140 m width and present slopes below 2°. They are composed of medium to fine sand.
The beach profiles show seasonal changes. It was observed that only one berm is stable and is the most sensitive parameter to evaluate the natural recover to erosion. It is preserved during storm erosion episodes and is recovered naturally except in those sectors where the beach is affected by urbanization. 
Two or more berms attach to the stable berm in winter and disappear in summer during a year cycle. This reflects the natural evolution of the beach profile under natural conditions. In urbanized areas, the transitional berms disappear and the stable berm is cut by scarps during surge storms. The stable berm has higher altitudes and  width (30-40 m), than the seasonal berms (20-25 m).
The mean grain-size of the stable berm varies from 1.10 to 1.88 phi and the sorting between 0.56 to 1.28. Grain-size diminished from summer to winter while the sorting increased.
The backshore between the stable berm crest and the foredune also suffers seasonal changes. During winter the slope is reduced. The natural recovery is related to the supply of sand from the dune. In sectors where the dune was destroyed by urbanization the profile can not be naturally recovered resulting in erosion  of the backshore.
Textural analysis of beach sediments from different subenvironments were analyzed as well as their relation with: temporal variations in a mesoscale (seasonal changes), spatial changes along the coast and across the beach profile and human-induced erosion.
Mean grain-size, phi standard deviation and skewness were adequate parameters to identify man-induced erosional processes in the foreshore of the city of Villa Gesell. An increase in the standard deviation, a coarser grain size and a trend to a negative skewness characterised the beach sectors affected by erosional processes. Diagrams comparing skewness and standard deviation representations were useful tools to discriminate shore erosion. It was observed a positive linear regression for erosional beaches and a negative regression for natural beaches.
The univariate entropy analysis was used because it can treat a complex grain size distribution as readily a simple one and does not ignore limitation such as normality of distribution. The comparison of the results are quite well correlated with the standard deviation.
The standard deviation and the relative entropy analysis of the foreshore sediments mainly represent the seasonal changes. During summer the standard deviation decreases while during winter it increases in response to the incoming of seasonal berms with higher contents of shells.
The presence, location, and morphological conservation of the stable berm during a year cycle is proposed to be used as a field indicator to determine the beach vulnerability to erosion.

Key words: Coastal morphodynamic; Urbanization; Erosion; Berms; Beach seasonal changes. 

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INTRODUCCIÓN

La ciudad de Villa Gesell se encuentra sobre el litoral Atlántico Bonaerense, 411 km al sureste de la Capital Federal abarcando un sector de costa de aproximadamente 10 km de longitud, (Fig. 1). Presenta una población estable de 15.000 personas que durante los meses de verano se incrementa a 400.000 debido a la gran afluencia turística.

Figura 1. Mapa de ubicación.
Figure 1. Location map.

La localidad balnearia de Villa Gesell fue fundada en el año 1931 por Carlos Gesell, quien con una visión innovadora, modificó el paisaje natural mediante la forestación del campo de dunas activo. En las últimas dos décadas se produjo un incremento importante en el desarrollo turístico, lo que trajo aparejado un rápido crecimiento urbano, sin realizar un manejo  sostenido de los recursos naturales. En respuesta a lo expresado anteriormente se ha generado un episodio erosivo en los sectores céntricos de la ciudad de Villa Gesell, producido fundamentalmente por un desbalance en el equilibrio entre el sistema de dunas y la playa. Esta erosión fue inducida por el efecto directo de la urbanización y el manejo inadecuado del recurso playa y del ecosistema costero.
La ciudad se ubica sobre una planicie costera que constituye un sistema de barrera desarrollado durante el Holoceno. Dicha barrera se adosa a una antigua prominencia de costa formada por sedimentos del Pleistoceno ubicada entre Pinamar y Villa Gesell (Tricart, 1973, Dangavs, 1983, Violante, 1992, Violante & Parker, 1992, Codignotto & Aguirre, 1993). El máximo trangresivo Holoceno en el área ocurrió entre los 5.200 y 4.600 años AP, cuando el mar se hallaba aproximadamente a 2 metros sobre el nivel actual (Violante, 1992).
Los rangos de retroceso de la línea de costa fueron estimados por Marcomini & López, (1995a) y varían entre 1,23 y 2,35 m por año. Los mayores registros coinciden con los sectores con mayor número de edificaciones y superficie construida por unidad de área (Marcomini & López, 1995b).
Las causas antrópicas que ejercen su influencia en la erosión inducida en la playa son: extracción de arena de la playa y duna costera, eliminación de la duna costera, incremento en la escorrentía superficial por impermeabilización superficial e introducción de vías de drenaje artificiales (Marcomini & López, 1995b).
En el presente trabajo se analizan muestras de sedimentos de los distintos sectores de playa y en varios perfiles, lo que sumado a las observaciones de campo, permiten comprender  los cambios producidos por las acciones humanas en la morfodinámica de los sistemas costeros. El objetivo del mismo es elaborar un modelo del comportamiento morfológico y textural para los perfiles de playa bajo dos escenarios fundamentales: uno bajo condiciones naturales y el otro bajo la influencia directa de la erosión inducida por la urbanización. En este análisis, previa valoración de la influencia antrópica, se pueden establecer pautas más consistentes para el manejo del recurso playa, que es crítico para la economía turística del distrito. 

METODOLOGÍA

La metodología empleada consistió en la realización de perfiles de verano e invierno y en el análisis granulométrico de sedimentos de los distintos sectores de playa, durante un período de dos años. Los análisis granulométricos se efectuaron con tamices Tyler a escala 1/2 phi y los parámetros texturales se calcularon según el método gráfico (Folk & Ward, 1957).
Se realizaron 4 perfiles a lo largo de la playa de Villa Gesell, los cuales fueron ubicados en las calles 105 (Perfil 2), 123 (Perfil 3), 149 (Perfil 4) y en el extremo norte de la ciudad (Perfil 1, poste 68). El criterio de selección de los sitios de observación respondió a ejemplificar la configuración de los perfiles de playa bajo condiciones de alteración antrópica alta (Perfil 2), moderada (Perfiles 3 y 4) y baja (Perfil 1). La frecuencia de los perfilajes fue semestral, durante las estaciones de verano e invierno.
Asimismo se realizó un estudio geomorfológico comparativo sobre la base de fotogramas correspondientes a los años 1956, 1967 y 1986.

MORFODINÁMICA COSTERA

Las playas de Villa Gesell están expuestas a la acción del oleaje, con dos direcciones principales de incidencia de los trenes de olas provenientes del sur y sur-sureste, lo que origina una corriente de deriva litoral hacia el noreste. Perillo (1979), reconoció para el sector de Punta Médanos, olas de mar de fondo con períodos mayores a los 8 seg, con áreas de generación lejanas, asignadas a un centro ciclónico ubicado entre los paralelos 50º y 60º S. Este sistema puede migrar hasta los 20° S, donde existen vientos de 150 km por hora durante gran parte del año. Un segundo grupo, con períodos de 4 a 6 seg, posee áreas de generación cercanas o en la misma costa.
Las mareas muestran un régimen de tipo semidiurno con desigualdades diurnas cuya amplitud media varía entre 1,37 m (Sicigia) y 0,78 m (Cuadratura). Los valores extremos para pleamares son entre 0 y 240 cm y en bajamares entre -40 y 160 cm, (Perillo, 1979).
Las playas de Villa Gesell presentan pendientes de 1 a 2,50 grados y están constituidas por arena mediana a fina.
Los perfiles de playa tienen una configuración semejante a la descripta por Spalletti (1980), donde pueden diferenciarse los distintos subambientes: playa distal (“backshore”), playa frontal (“foreshore”) y cara de playa (“shoreface”) adaptados a las condiciones hidrodinámicas que afectan la morfología de cada subsector, rompiente (“breaker”), zona de deslizamiento (“surf”), y zona de lavado (“swash”).
El perfil de playa natural (Perfil 1, Fig. 2), ubicado fuera de la zona urbana, se caracteriza por presentar: 1) una berma estable de aproximadamente 40 m de longitud y 0,75 m de altura localizada en el sector de playa distal; 2) una o dos bermas transicionales que se adosan a la anterior, mostrando 25 m de longitud y 0,5 m de altura. Estas últimas son sobrepasadas por las olas durante mareas extraordinarias o en condiciones de tormenta (“surge storms”), donde pasarían a ser afectadas por la acción de lavado. El ancho de playa es 150 m aproximadamente y la pendiente de 0º44'. La zona intermareal es la zona comprendida entre el nivel medio de las altas mareas de sicigia y el nivel medio de las bajamares de sicigias, por debajo del cual se inicia la zona submareal. Wright et al. (1982) y Horn (1993) dividieron el sector intermareal en tres subsectores: intermareal alto, medio y bajo e introdujeron como límites el nivel medio de las pleamares y bajamares de cuadratura. La playa frontal está asociada al sector intermareal y presenta en estos perfiles pendientes de 6° y anchos de 20 a 25 m. La playa frontal está sometida a la acción hidrodinámica del lavado (“uprush”, “backwash”) y del deslizamiento (“surf”) dependiendo del estado de marea y de las condiciones de tormenta. Es importante destacar el concepto de variación espacial y temporal en la hidrodinámica que sufre este subambiente de playa, fundamentalmente debido a la migración continua entre condiciones subácueas (lavado) y subaéreas (eólico).

Figura 2. Perfil de playa natural para el área estudiada, subambientes de playa, geoformas asociadas y curvas de frecuencia acumulativas representativas.
Figure 2. Morphodynamics and textural characterization of the natural beach profile and associated sub environments of Villa Gesell.

La duna costera posee alturas de aproximadamente 5 m que terminan directamente en la playa distal. Por lo general en el sector costero la duna no tiene una morfología muy definida.
En las  playas céntricas de la ciudad de Villa Gesell se ha detectado un cambio muy significativo en la configuración, ancho y pendiente del perfil de playa natural. Las mismas presentan una disminución en el ancho de playa y un incremento en la pendiente. Estas playas, correspondientes al sector urbanizado (Figs. 3 y 4), poseen una berma estable que es afectada por las sudestadas (Fig. 5), mientras que la playa frontal es de mayor extensión.  En estos perfiles ocasionalmente aparecen barras de lavado en el sector intemareal. Por lo general con posterioridad a las tormentas se registra una escarpa de erosión  que trunca la berma estable (Fig. 5).  El perfil de playa pasa a tener características reflectivas y configuración recta.

Figura 3. Perfil de playa erosiva en el centro de la localidad de Villa Gesell, subambientes de playa, geoformas asociadas y curvas de frecuencia acumulativa.
Figure 3. Morphodynamic and textural features of the beach profile under induced man erosion, Villa Gesell center.

Figura 4. Sectores de playa en la zona céntrlca de Villa Gesell. PD: playa distal, PF: playa frontal, L: zona de lavado S: zona de deslizamiento  R : zona de rompiente
Figure 4. Beach subenvironments in  the center of Villa Gesell town PD : backsore, PF : forreshore, L: swash, S: surf, R: breaker.

Figura 5. Escarpa de erosión que presenta !a berma estable en los sectores céntricos de Villa Gesell asociado a un alto grado de urbanización.
Figure 5. Erosional scarp on the stable berm associated with a high rate of urbanization on the coastal area.

CARACTERIZACIÓN TEXTURAL

Las tareas de muestreo consistieron en la extracción de aproximadamente ¾ kilogramo de arena de playa y duna costera en una extensión de aproximadamente 10 km de costa. El muestreo consistió en la obtención de un ejemplar representativo de cada subambiente de playa correspondiente a la duna costera,  playa distal, bermas (estables y estacionales), playa frontal, alta marea y baja marea (Tabla 1). El proceso de recolección se efectuó según perfiles transversales a la línea de costa, equidistantes entre sí a 2,5 km aproximadamente. La ubicación de los mismos fue determinada para ejemplificar el efecto de los distintos grados de urbanización a lo largo de la costa de Villa Gesell. Se analizaron un total de 58 muestras. Las tareas de laboratorio consistieron en el lavado y desagregación de los sedimentos. Posteriormente los materiales fueron sometidos a sucesivos cuarteos con la finalidad de obtener muestras representativas con un peso entre 60 y 100 g. El análisis granulométrico se efectuó por tamizado con Ro-tap durante 15 minutos, la escala utilizada fue raíz cuadrada de dos. Por último se calcularon los porcentajes en peso de  las clases granulométricas y los porcentajes acumulativos; y se realizaron histogramas y curvas de frecuencia acumulativa en papel de probabilidad.

Tabla 1.  Parámetros texturales obtenidos para los sedimentos de playa y duna costera, correspondientes a los distintos sitios de observación.
Table 1. Textural parameters obtained for foredune and beach sediments from different observation sites.

Los coeficientes estadísticos se obtuvieron mediante el programa GRANUS, del cual se utilizaron los valores de media, desviación estándar, asimetría y agudeza obtenidos por el método gráfico de Folk & Ward (1957). El análisis estadístico se completó con la consideración de los valores de moda y mediana para cada muestra.
Los resultados obtenidos han sido correlacionados  con los distintos subambientes de playa a fin de evaluar su relación con: las variaciones a lo largo del perfil transversal, los cambios estacionales (verano e invierno) y la influencia que ejercen los factores antropogénicos. También se consideró, para cada subambiente el cambio en la magnitud de los parámetros  según la  ubicación del perfil a lo largo de la costa.
Spalletti & Mazzoni (1979), estudiaron las características granulométricas de las arenas de playa frontal, distal y duna. Reconocieron, en el perfil ubicado en Villa Gesell histogramas unimodales con representaciones de tres columnas para la playa. Las arenas de playa frontal y distal presentan medias en la clase arena mediana (1-2 phi) y el médano en arena fina. La selección es buena en el médano y moderada en los subambientes de playa.
Del análisis granulométrico efectuado en el presente estudio se determinó que las playas están integradas por arenas medianas (1-2 phi) a finas (2-3 phi), y presentan en un 55% de las muestras poblaciones unimodales y en un 45% polimodalidad. La moda principal se encuentra en 2-2.5 phi en un 53% de las muestras y en 1-1,5 phi en un 34%. Las poblaciones polimodales presentan una moda principal en 1-1,5 phi y otra secundaria en 2-2,5 phi; mientras que las unimodales poseen una moda principal en 2-2,5 phi. Las muestras por lo general son mesocúrticas (48%), platicúrticas (30%) y leptocúrticas (18%). La media corresponde a arena mediana (1-2 phi) en un 72% de las muestras analizadas, a arena gruesa (0-1 phi) en un 18 % y arena  fina (2-3 phi) en un 8%. El 44% de las muestras son simétricas, el 36% tiene asimetría negativa y el 13% positiva.
Los sedimentos que componen la duna costera presentan una distribución unimodal (73% de las muestras).  La  moda  tiende  a aparecer  entre  2  y 2,5 phi (arena fina). La polimodalidad se manifiesta por lo general con una moda principal en 1-1,5 phi y una secundaria en 2-2,5 phi. La media en un 8 % de las muestras presentó valores entre 1 y 2 phi (arena mediana). La selección es moderada en un 70 % de las muestras, resultando un 64% mesocúrticas. La asimetría varía entre simétricas (50% de las muestras) a positiva (31%).
Las playas muestran variaciones regulares en sus condiciones energéticas desde la duna a la playa frontal. Cada zona evidencia una curva de frecuencia con características propias, como lo observado por Visher (1969), para las playas del sur de Carolina. En las figuras 2 y 3 se representan las curvas de frecuencia en papel de probabilidad, representativas de los distintos subambientes reconocidos para los perfiles de playa de Villa Gesell. 
En el sector de lavado se distingue una población de saltación entre -1,5 y 3 phi, la cual presenta uno o dos quiebres internos entre 2 y 2,5 y entre 0 y 0,5. Por lo general durante el verano aumenta el número de quiebres de saltación y se reconoce un tercer quiebre en 1 phi.
Las curvas de frecuencia de las bermas estables presentan una población de saltación entre -1 phi y 3 phi con dos quiebres internos en 0,50 y 2 phi (perfil erosivo), y un solo quiebre en 2 phi (perfil natural). Esto estaría indicando una mayor acción del lavado dentro de los perfiles erosivos (Figs. 2 y 3).
Las bermas estacionales han mostrado una distribución granulométrica muy variable. Ambas presentan un segmento de suspensión en 3 phi. La población de saltación en ambas bermas va desde -1 a 3 phi, pudiéndose observar por lo general un truncamiento interno en 0,5 o 2,5 phi. La berma 1 no presenta población de tracción, mientras que en la berma un 11% de la muestra se moviliza por tracción y está relacionada al contenido de conchillas de las muestras que a partir de este tamaño acentúan sus características laminares en el transporte. Es decir que el transporte en las barras estacionales, depende en forma directa de las condiciones climáticas y del aporte de conchillas asociadas a su formación.
La duna costera está representada por una población bien seleccionada de saltación, entre 0 y 3 phi, y ocupa el 98% de la muestra. En algunos casos se diferencia un truncamiento interno en saltación en 1 phi. (Figs. 2 y 3)
La media de las bermas estables varía entre 1,00 a 1,88 phi y la desviación estándar entre 0,65 y 1,15 phi. Por lo general la selección es pobre en la berma estable, con valores entre 1 y 1,45 y moderada en el resto de los subambientes (Tabla 2).

Tabla 2. Tabla comparativa de las características físicas,y texturales de las bermas estables y estacionales.
Table 2. Physical and textural parameters of the stable and seasonal berms.

En las bermas estacionales la selección y la media son muy variables. La media varía entre 0,22 y 1,80 phi y la selección entre 0,55 y 1,29 phi. Los parámetros texturales de las bermas transicionales son los más variables en el perfil de playa y dependen del clima y de las olas que las generaron. En el año 1996 se registró la entrada de una berma estacional 2 (Fig. 2), la cual presentó un mayor tamaño de grano, peor selección y menor valor en la curtosis (curva platicúrtica).
En la Tabla 2, se transcriben los parámetros texturales medios de las bermas estables y transicionales.
Se ha introducido el método de análisis de la entropía en el estudio granulométrico para las playas de Villa Gesell, que se puede expresar como una medida de la probabilidad de que un sistema dado exista en un determinado estado. Las primeras menciones de la entropía en la literatura sedimentológica fueron realizadas por Sharp & Fan (1963) y Sharp (1973), y extendidas mediante el análisis multivariante por Forrest & Clark (1989). El cálculo de los coeficientes estadísticos (desviación estándar), parte del supuesto de que la función de distribución del tamaño de grano presenta un comportamiento normal, es decir una única población. Se empleó en este trabajo el análisis de la entropía, ya que en muchos casos los sedimentos de playa no presentaron distribuciones unimodales, y este procedimiento no posee limitaciones tales como la presencia de una distribución normal.
La entropía de un sistema es:

donde: Pi es la probabilidad de ocurrir un evento, Ln es el logaritmo natural y N el número total de clases.

Para contar con una unidad normalizada, se utiliza en su lugar la entropía relativa, la cual se define como el cociente entre la entropía del sistema y la máxima entropía posible. Esta última se obtiene cuando todos los componentes tienen el mismo valor , una constante igual a 1 sobre el número de clases. A partir de la ecuación (1), y cuando
P1 = 1/N = k, se tiene:

La entropía relativa a su valor máximo es:

De acuerdo a los datos obtenidos, las playas están constituídas por sedimentos medianamente seleccionados, el valor de la entropía relativa fluctúa entre un mínimo de 0,58 y un valor máximo de 0,88.
La entropía se presenta como una alternativa apropiada para determinar el grado de selección  en playas donde los sedimentos no presentan una distribución normal. Sin embargo, tal como puede observarse en la figura 6,  la entropía relativa es directamente proporcional a la selección con un coeficiente de determinación de 0,5 en los sedimentos de playa estudiados. Razón por la cual tanto la desviación estándar como la entropía relativa podrían ser utilizados para  caracterizar la selectividad del medio de transporte en las arenas de playa estudiadas, independientemente de la normalidad en la distribución granulométrica.

Figura 6. Relación entre entropía y la desviación estándar, en las muestras de playa frontal.
Figure 6. Relationship between entropy and sorting for samples of the foreshore.

Mazzoni & Spalletti, (1980), establecen que las playas erosivas del litoral Atlántico bonaerense se caracterizan por poseer mayor granulometría de la media, porcentil 1 y truncamiento de poblaciones, así como selección pobre.  Por otra parte hallaron en Villa Gesell rasgos asignables a playas en erosión.
Barusseau et al. (1994), reconocieron que los parámetros más representativos en las playas son la agudeza y curtosis, los cuales responden más directamente a los cambios en el clima de las olas. En playas erosivas reconocen una disminución en la selección y un incremento en la asimetría. En las playas estudiadas se observa una selección más pobre en playas erosivas (Figs. 2 y 3) al igual que lo observado por Mazzoni & Spalletti (1980). La agudeza y asimetría no presentan variaciones muy significativas entre los subambientes de playa tal como fuera establecido anteriormente en los estudios realizados en las arenas de playa del litoral Atlántico por Mazzoni (1977) y Spalletti & Mazzoni (1979).
Los diagramas bivariantes entre parámetros  texturales indican una buena relación entre la media y el grado de selección con un coeficiente de determinación de 0,71 (Fig. 7). A medida que se incrementa la media disminuye el valor de desviación estándar, es decir que al disminuir el tamaño de grano aumenta el grado de selección .

Figura 7. Relación media y desviación estándar.
Figure 7. Relationship between mean and sorting.

La relación entre la media y la agudeza, no presenta buenos grados de aproximación (0,17) en coincidencia con lo expresado por Mazzoni (1977) para las arenas de playa. Sin embargo, se puede establecer que ambos parámetros no varían significativamente con la disminución en el tamaño de grano.
La variación más significativa en los parámetros texturales corresponde al subambiente de playa frontal, dado que refleja con mayor precisión los cambios hidrodinámicos asociados a la acción del oleaje y del lavado.

RESULTADOS

Variación de los parámetros texturales y morfológicos a lo largo de la costa.
Se determinó una relación directa entre los parámetros físicos (ancho y pendiente) y los parámetros texturales de los sedimentos de playa frontal (media, selección y asimetría). Los rangos de retroceso de la línea de costa obtenidos a partir de datos históricos por Marcomini & López (1995a), demuestran un incremento de la erosión en las playas céntricas (P2), en relación con la mayor urbanización.
En general se observó una variación significativa en los parámetros texturales de los sedimentos de playa frontal asociados a los sectores en erosión. Se detectó una disminución en la media (mayor tamaño de grano), aumento en el valor de desviación estándar (peor selección) y un incremento en la asimetría negativa (Fig. 8). Asimismo, los parámetros físicos pendiente y ancho de playa han resultado buenos indicadores de la erosión existente en las playas céntricas de Villa Gesell, detectándose una disminución en el ancho y un incremento en la pendiente.        

Figura 8. Comportamiento de los parámetros físicos y texturales a lo largo de la costa de Villa Gesell y su relación con la urbanización.
Figure 8. Behavior of the physical and textural parameters of the beaches along the coast of Villa Gesell and their relationship with the urbanization.

De los diagramas bivariantes la combinación entre la selección y asimetría representan la mejor respuesta a las condiciones erosivas de las playas de Villa Gesell (Fig. 9). Se determinó una relación inversa entre ambas variables para playas erosivas y naturales (Fig. 9). Es decir, que al incrementarse los valores de desviación estándar (peor selección), se incrementan los valores de asimetría en playas naturales con un coeficiente de correlación de 0,61 y disminuye en playas erosivas con un coeficiente de determinación de 0,71. En playas erosivas al disminuir la selección del medio de transporte (tormentas), se eliminan las fracciones más finas y existe un mayor tenor de sedimentos gruesos. Por el contrario, en playas naturales, no se  pierde tanta cantidad de sedimentos finos . Esto se produce debido a que en playas bajo erosión antrópica inducida, el medio de transporte presenta menor saturación en sedimentos finos durante los eventos de tormentas por lo que toma mayor cantidad de sedimentos finos de la playa, predominando las asimetrías negativas. Mientras que en playas naturales, el medio posee mayor saturación en sedimentos, por lo que durante períodos de tormenta (peor selección), predominan las poblaciones simétricas a positivas. Este déficit de saturación en el medio de transporte de sedimentos finos en playas sometidas a la erosión inducida es producido por una disminución en el aporte eólico por eliminación de la duna costera.

Figura 9. Comparación de la tendencia de la relación selección-asimetría en playas naturales y en playas erosivas.
Figure 9. Comparison of the trends between sorting and skewness for natural beaches and beaches under man induced erosion.

Los parámetros texturales correspondientes al subambiente de playa distal (berma estable y estacional), no reflejan variaciones significativas a los largo de la costa que puedan asociarse a condiciones erosivas.

Relación entre los parámetros texturales y morfológicos de la playa y los cambios estacionarios.

Las variaciones morfológicas del perfil de playa responden con mayor precisión a los cambios estacionales que las variaciones en los parámetros texturales.Ç
El subambiente de playa frontal es el que mejor refleja los cambios estacionales mediante la variación de los parámetros estadísticos. Los únicos parámetros texturales que han evidenciado variaciones estacionales en los perfiles de playa frontal son la desviación estándar y la entropía. Se observan poblaciones mejor seleccionadas en verano y de menor selección en invierno (Fig. 10). Asimismo, es factible observar menor selección en los sedimentos de las playas céntricas que sufren mayor erosión inducida por la acción antrópica (Fig. 8).

Figura 10. Comportamiento estacional de la selección y la entropía en los sedimentos de playa frontal.
Figure 10. Seasonal changes of sorting and entropy for foreshore sediments.

Las playas presentan cambios morfológicos estacionales en todos los perfiles monitoreados (Fig. 11). La berma estable, en la playa distal, es un parámetro sensible para evaluar la recuperación natural de la playa frente a los fenómenos erosivos. Esta berma se recupera naturalmente, salvo en aquellos sectores donde el perfil de playa es afectado por la urbanización.

Figura 11. Perfiles de playa de verano e invierno del año 1995 y 1996.
Figure 11. Summer/Winter  beach profiles between 1995 and 1996.

Se ha elaborado un modelo de cambio morfológico estacional (verano-invierno) relacionado con distintos grados de erosión inducida: bajo, moderado y alto.

Bajo. La configuración del perfil de playa presenta una berma estable amplia y una o más bermas estacionales durante el invierno (Fig. 2), las cuales desaparecen parcial o totalmente durante el verano, para pasar a formar parte de la berma estable o movilizarse en parte hacia la playa sumergida. Estos cambios morfológicos representan la evolución del perfil de playa bajo condiciones naturales y reflejan una ciclicidad evidenciada generalmente en un período anual. Se presentan en los sectores marginales a la ciudad donde no ha sido alterado el equilibrio natural entre la duna costera y la playa (Fig.12, I). Ejemplo: Perfil 1 (Fig. 11).

Figura 12. Esquema de cambios morfológicos estacionales y no estacionales de los perfiles de playa y su relación con la urbanización. Grados de erosión inducida ; I : Bajo, II : Moderado, III : Alto.
Figura 12. Schematic model of seasonal morphological changes in the beach profile under natural and human altered conditions. Rates of induced erosion ; I : Low II : Moderate, III : High.

Moderado. Si el grado de alteración es moderado, el perfil presenta una berma estable que es parcialmente erosionada durante las sudestadas. Se registra un ciclo de cambio morfológico anual con el ingreso durante el invierno de una berma estacional o barras de lavado (Fig. 12, II). Ejemplos: Perfil 4 (Fig. 11).

Alto. El perfil presenta una berma que desaparece y pasa a integrar bermas estacionales acíclicas o barras de lavado dependiendo de las condiciones hidrodinámicas de tormenta u olas de mar de fondo. No se evidencia un ciclo de recuperación anual ni en el perfil subaéreo ni en el subácueo. Se registra frecuentemente la migración de una barra estacional hacia el continente con gran pérdida de sedimentos hacia la zona de transformación, conformando una berma de escaso desarrollo (Fig. 12, III). Se hallan en sectores fuertemente afectados por la urbanización donde la duna costera ha sido reemplazada por la edificacion. Por ejemplo el Perfil 2 (Fig. 11).

DISCUSIÓN

El análisis de los datos obtenidos durante dos años de monitoreo demuestra una relación directa entre la erosión ocasionada por los asentamientos urbanos y la configuración, dimensión y presencia de las bermas estables y estacionales en el perfil de playa. Los primeros rasgos sensibles a la erosión son las bermas estacionales, las cuales prácticamente desaparecen en los sectores céntricos de la ciudad, donde se detectó un incremento en la onda erosiva (Marcomini & López, 1995b). Estas geoformas guardan marcada relación con los cambios estacionales. Por lo general en perfiles donde la hidrodinámica natural del sistema playa-duna no ha sido alterado, las bermas estacionales se generan durante el invierno y desaparecen o disminuyen en número en verano. La presencia de las mismas  está asociada a los eventos de olas de mar de fondo (“swell”) y a olas de tormenta.  
Las bermas son rasgos estables y pueden permanecer inalterados por decenas de años, pero se sabe que migran hacia la zona de transformación durante tormentas y hacia la zona de playa durante condiciones de calma. Estas barras han sido observadas en todo el mundo: Sonu & Van Beek, (1971); Wright et al (1986); O'Hare & Huntley, (1994); Greenwood & Sherman, (1984); Barusseau et al (1994); Masselink & Hegge, (1995).
La formación de las barras está relacionada al más evidente de los rasgos dinámicos, la rompiente de las olas. En un principio la formación de las barras se atribuyó al efecto del “plunging” de las olas que erosionaba un hueco en el fondo resultando en una barra hacia la zona de transformación (Evans, 1940). Posteriormente, se aceptó otro mecanismo el cual envuelve el movimiento de sedimentos por corrientes inducidas por las olas. Desde el punto de ruptura de la ola hacia el mar se genera un flujo debido a la asimetría de la ola, mientras que desde la rompiente hacia la playa el flujo en el lecho es hacia el mar. Por consiguiente existe una región de flujo convergente con acumulación de sedimentos cercano al punto de rompiente (Dolan & Dean, 1985). En muchos casos estas barras se observan en sectores donde no existe un punto fijo de ruptura de ola o en aguas profundas. Consecuentemente han sido descriptos otros mecanismos de formación de barras entre los que se encuentra la descomposición de los trenes de ola en aguas poco profundas, (Boraczar- Karakiewicz & Davidson-Arnott, 1987) y en particular a las olas largas y paradas (“stand waves”).
En resumen existen dos escuelas con teorías opuestas para la formación de barras y es posible que ambos tipos de mecanismos puedan ser importantes bajo condiciones particulares.       
Los ciclos de variación reconocidos para las playas de Villa Gesell coinciden por los establecidos por Komar (1976), quien reconoce cambios en los perfiles de playa asociados al oleaje (“swell”) y a las tormentas. Estos ciclos pueden ocurrir en períodos cortos, horas o días o a largo plazo, pero el perfil está siempre sometido a un constante estado de cambio.
Los perfiles asociados al oleaje (“swell”), se desarrollan bajo condiciones de olas de gran longitud de onda y de baja pendiente. Se produce la movilización de sedimentos de profundidad hacia la playa. Las olas (“swell”) producen agradación, una berma amplia, un perfil suavizado y una pendiente abrupta en la cara de playa, no se distinguen barras a lo largo de la costa.
La otra variación importante en la morfología de los perfiles de playa es la acción que ejercen las tormentas (“surge storms”), asociadas con olas de corta longitud. En la costa estudiada, estos episodios de tormenta se corresponden  con la acción de las sudestadas, las cuales, además de incrementar la acción erosiva del oleaje, producen un importante ascenso en el nivel medio del mar. Por consiguiente: erosionan la playa frontal, movilizan las bermas, disminuyen la pendiente de la playa frontal y producen barras en la zona de transformación (“offshore”) bajo condiciones de gran transporte litoral.
Las olas de tormenta transportan el material a la zona de transformación, provocando erosión de la playa emergida y una barra de arena en la zona de deslizamiento que constituye un reservorio de arena natural. Las olas posteriores a la tormenta, movilizan la barra de arena hacia el continente y muchas veces las mismas emergen en la cara de playa. Estas barras han sido denominadas cordones y canales (“ridge and runnel”) por Davies et al. (1972) y Hayes (1972); barrras interiores (“inner bars”), Sunamura & Takeda (1984); o barras de lavado intermareales (Hine, 1979).
En las playas estudiadas las variaciones morfológicas asociadas a los cambios en las condiciones hidrodinámicas (olas y tormentas), evidencian una ciclicidad anual en aquellos sectores costeros que mantienen sus condiciones naturales. Durante la primavera-verano, donde la acción de las sudestadas es más frecuente e intensa, prevalecen las condiciones erosivas con la presencia de una berma permanente y amplia. Durante el otoño-invierno se observa la entrada de material de sur a norte, es decir en el sentido de la deriva, constituyendo barras de lavado que posteriormente forman bermas estacionales.
Sin embargo, en los sectores céntricos, el equilibrio no se reestabece con esa marcada ciclicidad. La destrucción y edificación de la duna costera no permite la recuperación subaérea de la playa, fundamentalmente por acción eólica. Por consiguiente, durante las tormentas, disminuye considerablemente el nivel de la playa, se erosiona la berma estable, y gran parte del material migra hacia la zona de transformación sin constituir la barra de rompiente.    
Las bermas pueden asignarse a tres orígenes fundamentales según (Hine, 1979):
Bermas de cuadratura (“neap berms”). Se genera un cordón de arena en la cara de playa en el nivel de la alta marea, cuando las olas correspondientes a las pleamares de cuadratura no pueden pasar la cresta de la berma. Durante sicigias el oleaje transporta estos sedimentos y los deposita conformando una berma.
El segundo proceso de desarrollo es el producto de la migración de las barras de lavado intermareales hacia la cara de playa, frecuentemente durante los períodos posteriores a la tormenta, cuando la arena que fue transportada retorna rápidamente hacia la playa. Se hallan en playas donde existe un gran transporte hacia la costa.
El tercer proceso de crecimiento es el asignado a las crestas de bermas (“berm ridges”). Son anchas y abruptas barras de lavado formadas durante pleamares de sicigia que no pueden ser alcanzadas en altas mareas de cuadratura.
En el presente trabajo se ha efectuado la diferenciación de dos tipos de bermas estables y transicionales. A las bermas estables se les atribuye una génesis semejante a las crestas de bermas (“berm ridges”), es decir que serían barras anchas formadas por la acción del lavado bajo condiciones de pleamares extraordinarias coincidentes con sudestadas extraordinarias.
Las barras estacionales constituyen antiguas barras de lavado intermareales producidas generalmente durante tormentas, que migran bajo condiciones de olas (“swell”) hacia el continente, hasta sobrepasar el nivel medio de las pleamares de sicigias. Durante el verano las barras estacionales disminuyen en número o desaparecen y parte del material se adosa a la berma estable, conformando una sola berma de mayor amplitud, o se pierde hacia la zona de transformación.

RECOMENDACIONES RELACIONADAS CON EL MANEJO COSTERO

En la evolución natural de la playa se deben considerar dos sectores :
El sector de recuperación subaérea se abastece del material aportado por la acción eólica y comprende la extensión de playa entre la berma estable y el médano. Durante el invierno este sector se rellena por acción del viento y la pendiente disminuye. La recuperación natural de esta pendiente está relacionada con el aporte de la arena de la duna anterior y de la playa por acción eólica. En sectores donde la duna costera es alterada por la urbanización (Fig. 13) o vegetada con arbustos (tamarisco), este perfil no se recupera naturalmente lo que genera mayor erosión en la playa posterior durante las tormentas.

Figura 13. Grado de urbanlzación en la zona centro de Villa Gesell, se observa la falta de la duna costera reemplazada por edificaciones.
Figure 13. View of the coastal area of Villa Gesell city. The foredune was destroyed and replaced by housing.

El otro sector comprende el área de playa entre la berma estable y la línea de ribera, su morfología está definida fundamentalmente por la acción del oleaje y de las tormentas. Las características responden a las condiciones hidrodinámicas implantadas por la migración de las zonas de lavado y deslizamiento bajo diferentes condiciones de mareas y variaciones en el nivel medio del mar por las tormentas ("surge storms"). Los rasgos más conspicuos en estos sectores son las barras o bermas estacionales, barras de rompiente, barras de lavado, cuspilitos, y canales de retorno.
Sobre la base del comportamiento morfodinámico detectado en los distintos subambientes de playa de Villa Gesell, se sugieren a continuación algunas medidas tendientes a mejorar el manejo y la conservación del recurso playa, y minimizar los impactos ambientales.
1) Conservar y restaurar la duna costera.
2) Suprimir las actividades de extracción de arena de los sectores de playa y duna costera.
3) Cesar la construcción de balnearios sobre la playa y duna.
4) Eliminar la canalización de los residuos pluviales sobre la playa.
5) Obturar la salida de calles que pudieran actuar como drenajes pluviales directamente sobre la playa.
6) Prohibir la removilización de arena en la playa sumergida y emergida.
7) Conservar el ambiente natural de la playa y duna en una franja de aproximadamente 150 m de la línea de pleamares de sicigias.
8) Conservar la topografía original de la duna para las construcciones, sin efectuar nivelaciones locales del terreno.
9) Restringir el asfaltado de avenidas así como también la impermeabilización de la duna costera. 

CONCLUSIONES

1 La presencia, disposición y conservación morfológica de la berma estable durante un ciclo anual, pueden ser utilizadas como indicadores de campo para establecer la estabilidad de la playa.

2. En sectores afectados por la urbanización la berma estable desaparece y pasa a integrar bermas estacionales acíclicas. Si el grado de alteración es moderado, se mantiene una berma estable que es parcialmente erosionada durante un ciclo anual y pueden o no adosarse bermas transicionales durante el invierno. Si las condiciones naturales se mantienen, o son levemente modificadas, se produce el ciclo original con una berma estable a la que se adosan, durante el invierno una o más bermas estacionales.

3. En las playas sometidas a erosión inducida (centro de Villa Gesell), se identificó una importante variación en los parámetros texturales, media, selección y asimetría; y físicos, ancho y pendiente de playa. Se detectó aumento del tamaño de grano, disminución de la selección y disminución en la asimetría en sedimentos asociados a playas erosivas. Asimismo, se observó disminución en el ancho e incremento en la pendiente en playas erosivas.

4. El análisis de la entropía es una alternativa apropiada para determinar la selección de un sedimento, aunque en las arenas de la playa en estudio la selección resalta mejor las características selectivas del medio de transporte.

5. Los diagramas bivariantes indicaron una buena relación entre media granulométrica y desviación estándar para las arenas de playa de Villa Gesell, al disminuir el tamaño de grano los sedimentos son mejor seleccionados.

6. Los únicos parámetros texturales que han evidenciado variaciones estacionales en los perfiles de playa anterior son la selección y el análisis univariante de entropía relativa. Se detectaron poblaciones mejor seleccionadas en verano y peor seleccionadas en invierno, posiblemente asociadas al ingreso de las barras estacionales.

7. De los diagramas bivariantes la combinación entre la selección y asimetría representan la mejor respuesta a las condiciones erosivas de las playas de Villa Gesell. Se determinó una relación inversa entre ambas variables para playas erosivas y naturales. Es decir que al incrementarse los valores de desviación estándar (peor selección), se incrementan los valores de asimetría en playas naturales y disminuye en playas erosivas con un coeficiente de determinación de 0,71. Esto es debido a que en playas erosivas el medio de transporte presenta menor grado de saturación, especialmente durante las tormentas (peor selección),  por lo cual se pierde mayor cantidad de sedimentos finos, dando como resultado un mayor tenor de sedimentos gruesos (asimetría negativa). Este déficit de saturación en el medio de transporte de sedimentos finos en playas sometidas a la erosión inducida es producido por una disminución en el aporte eólico por eliminación de la duna costera.

Agradecimientos

Los autores desean expresar su agradecimientos al Dr. Oscar Limarino por la lectura crítica del manuscrito y por las valiosas recomendaciones sugeridas. A los arbitros Dr. Mazzoni y Dr. Isla por las interesantes observaciones y conceptos aportados que contribuyeron a mejorar notoriamente el contenido del trabajo y al Dr. Violante por su lectura crítica.    

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