Reducción de los vientos y las olas de crecida gracias a los manglares
Año de publicación:
2012
Número de Estudio:
Autor:

A. McIvor, I. Möller, T. Spencer, y M. Spalding

Abstracto:

Las poblaciones costeras son particularmente vulnerables a los efectos de los eventos extremos, tales como tormentas y huracanes, y estas presiones podrían verse exacerbadas por la influencia del cambio climático y del aumento del nivel del mar. Los ecosistemas costeros, tales como los bosques de manglares, son cada vez más promovidos y utilizados como herramienta en las estrategias de defensa costera. Persiste aún la necesidad imperiosa de comprender mejor el papel que juegan los ecosistemas en la protección de las costas. Este informe se ocupa de los bosques de manglares y su aporte a la reducción de las ráfagas de viento y las olas de crecida. Mientras que los bosques de manglares se ubican, por lo general, en las costas con poca energía de oleaje entrante, podrían recibir los embates de olas más grandes durante tormentas, huracanes y periodos de grandes vientos. Grandes ráfagas de viento y olas de crecida podrán causar inundaciones y daños a la infraestructura costera. Si la altura y la energía de las olas disminuye, los manglares podrían reducir los daños asociados.

Toda la evidencia sugiere que estas especies pueden reducir la altura de las ráfagas de viento y las olas de crecida en distancias relativamente cortas: la altura del oleaje puede reducirse entre 13 y 66 % en 100 m de manglares. El índice más alto de reducción de la altura de las olas por unidad de distancia ocurre en los bordes de los manglares, ya que las olas pasan por ellos.

Varias de las características de los manglares afectan el índice de reducción de la altura de las olas con la distancia, de las cuales la más apreciable es la estructura física de los árboles. Las olas se reducen rápidamente cuando pasan por una cantidad mayor de obstáculos. Los manglares con raíces aéreas atenuarán las olas en aguas menos profundas más rápidamente que los que no las tienen. Si las profundidades son mayores, las olas podrían pasar por encima de las raíces aéreas, pero las ramas más bajas pueden cumplir una función similar. La pendiente de la costa y la altura de las olas también afectan los índices de reducción del oleaje a través de los manglares.

Para comprender el nivel de protección provisto que ofrecen los manglares y planificar de qué manera incrementarlo, se ha modelado el paso de las olas a través de ellos en forma numérica usando un esquema de olas estándar utilizado por los ingenieros en costas llamado SWAN ("Simulating Waves Nearshore", simulación de olas en las zonas cercanas a la costa) (Suzuki et al., 2011) así como un modelo desarrollado específicamente para olas en los manglares llamado WAPROMAN ("WAve PROpagation in MANgrove Forest", Propagación de olas en bosques de manglares) (Vo-Luong y Massel, 2008). Gracias a estos modelos es posible predecir cuáles son los niveles típicos de atenuación del oleaje desde el conocimiento de las características de los manglares, los parámetros de oleaje, y la batimetría y topografía locales. También se ha diseñado un modelo estadístico que ayuda a explorar la relación existente entre algunas mediciones estándar de bosques (altura de los árboles, densidad de los árboles y cierre de las copas) y la atenuación de las olas con la distancia (Bao, 2011). Ha permitido predecir la reducción del oleaje en los manglares vietnamitas donde fue desarrollado, y podría servir para determinar el ancho de la franja de manglares necesario para asegurar un nivel predefinido de protección de la acción de las olas.

Mientras que es consenso generalizado que los manglares pueden atenuar las ráfagas de viento y las olas de crecida, las investigaciones se han enfocado en las olas pequeñas (de < 70 cm de alto). Es preciso medir la atenuación de los vientos y las olas de crecida más grande asociados con profundidades mayores, que podrían ocurrir durante tormentas o ciclones. Asimismo, se necesitan más datos para realizar una validación más amplia de los modelos de olas existentes bajo condiciones de oleaje distintas con diferentes tipos de bosques de manglar y de topografías.

Principales Resultados y Conclusiones:
  • Los manglares son importantes para la protección costera de muchas formas: “Su vegetación atenúa la acción de las olas ya que obstaculiza el flujo oscilante de agua de las olas (Recuadro 2), lo cual crea una fuerza de arrastre: como el agua fluye cerca de la vegetación de manglares, debe cambiar de dirección y trabajar en contra de la fricción de la superficie de manglares”(6).
  • Los sistemas de modelado WAPROMAN y SWAN se utilizaron en el estudio de la atenuación del oleaje a través de los manglares: “Se han desarrollado modelos estadísticos y numéricos de atenuación del oleaje en los manglares para facilitar la comprensión y la predicción del comportamiento de las olas en los manglares”(16)…” Tanto el modelo WAPROMAN como el SWAN adaptado proponen la cuantificación del trabajo realizado por el movimiento del agua en los tallos de las plantas”(17).
    • Estudio de caso N. ° 1: “Narayan et al. (2010) usan el modelo SWAN modificado de Burger (2005), y Suzuki et al. (2011) para estimar la atenuación del oleaje inducido por vientos ciclónicos de periodos de retorno oscilantes en el puerto de Dhamra detrás de la isla de manglares Kanika Sands en Orissa en la India (Figura 10; ver Narayan (2009) si desea más detalles del estudio) (20)… Llegaron a la conclusión de que un extensión de la vegetación en el lado norte de la isla reduciría la altura de las olas en el puerto”(21).
  • Los factores de atenuación que tuvieron cierto peso en este estudio son: “La reducción de la altura de las olas en un bosque de manglares depende del ancho del bosque, la morfología de los árboles de manglar en función de la profundidad de las aguas, la topografía y la altura de las olas. Las especies de manglares con raíces aéreas son más efectivas a la hora de atenuar las olas en aguas menos profundas, cuando estas chocan con las raíces; las especies sin este tipo de raíces atenúan mejor el oleaje cuando el nivel del agua alcanza las ramas”(24).
  • Estos dos modelos (WAPROMAN y SWAN) pueden contribuir a los esfuerzos de conservación: “Al cambiar el ancho del bosque y su configuración en el modelo, los ingenieros pueden planificar la manera de gestionar y restaurar los manglares como parte de una estrategia integrada de defensa costera”(24-25).
  • En conclusión: “A pesar de que se necesita más investigación, el conocimiento con el que se cuenta es suficiente para respaldar la aseveración de que los manglares atenúan las ráfagas de viento y las olas de crecida. La adecuada administración de las zonas de manglares podría incrementar la atenuación del oleaje. Esto podría incluir la protección de las zonas de manglares en patrones clave, o llevar a la restauración o plantación de manglares en ambientes degradados y deforestados, en los que las condiciones locales han demostrado permitir el uso de plantones de manglar. Para lograr el más alto nivel de protección de la acción de los vientos y las olas de crecida, se recomienda un bosque denso en manglares, que incluya especies con raíces aéreas. El ancho de la franja de manglares dependerá de la altura de las olas y el nivel de protección que se necesite, así como de la densidad de la vegetación de manglares a través de los cuales pasarán las olas”(25).
Trabajos citados:

Burger, B. (2005) "Wave attenuation in mangrove forests: numerical modelling of wave attenuation by implementation of a physical description of vegetation in SWAN." (Atenuación de las olas en los bosques de manglar: modelos numéricos de la atenuación de las olas implementando una descripción física de la vegetación con el modelo SWAN) Tesis maestra enviada al Departamento de Ingeniería Civil y Geociencias, Universidad de Tecnología Delft. URL: http://repository.tudelft.nl/view/ir/uuid%3A0e4c6450-fe5d-4693-9ca9-58da....

Narayan, S. (2009) "The effectiveness of mangroves in attenuating cyclone-induced waves." (La eficacia de los manglares en la atenuación de las olas inducidas por vientos ciclónicos) Tesis maestra enviada al Departamento de Ingeniería Civil y Geociencias, Universidad de Tecnología Delft. URL: http://repository.tudelft.nl/view/ir/uuid%3A6ece41e5-3609-45b5-902e-11b4....

Narayan, S., Suzuki, T., Stive, M.J.F., Verhagen, H.J., Ursem, W.N.J. y Ranasinghe, R. (2010) "On the effectiveness of mangroves in attenuating cyclone-induced waves." (Sobre la eficacia de los manglares en la atenuación de las olas inducidas por vientos ciclónicos) Actas de la Conferencia Internacional sobre Ingeniería Costera 32 (sin números de página). URL: http://journals.tdl.org/ICCE/article/view/1250.

Suzuki, T., Zijlema, M., Burger, B., Meijer, M.C. y Narayan, S. (2012) "Wave dissipation by vegetation with layer schematization in SWAN." (Disipación de las olas por la vegetación con esquematización en capas según el modelo SWAN) Coastal Engineering 59(1), 64-71.