Análisis del comportamiento hidráulico del Rhizophora mangle frente a eventos medios del oleaje

Abstract

Los bosques costeros conformados por Rhizophora mangle han sido estudiados como estructuras de protección costera debido a su localización estratégica frente al oleaje y a la configuración de sus raíces. Algunas investigaciones se han basado en el análisis de la fuerza inducida sobre las raíces y el cálculo de la disipación de energía asociada a la presencia del mangle, con base en ello este estudio pretende analizar dicha fuerza a partir de la ecuación de Morrison y de las deducciones introducidas por Mazda et al. (1997b). Para representar la estructura de manglar serán utilizadas las parametrizaciones implementadas por Dalrymple et al. (1984) y Husrin and Oumeraci (2009) para modelos físicos o numéricos, incluyendo además el efecto de la pendiente de fondo dentro de la disipación de energía total, en busca de verificar la relación lineal entre ambos efectos o determinar un efecto combinado entre manglar Rhizophora y la batimetría de la zona. Para ello se implementa el modelo numérico openFoam junto con la herramienta waves2Foam, donde se evalúan las variables involucradas dentro del proceso físico, las variaciones del coeficiente de dragado (CD) según las características del oleaje incidente y la configuración geométrica de la estructura de manglar, validando su comportamiento con la información de campo, donde el CD es mayor en presencia de unos con menores números de Reynolds. De esta forma se encontró una variación del CD en función de la pendiente de fondo, con magnitudes superiores a las registradas en la literatura para otros tipos de vegetación y un aporte no lineal al ujo de energía por parte de las disipaciones por fondo y vegetación.

Abstract: the coastal forests shaped by Rhizophora mangle have been studied like coastal protection structures due their strategic location in front of the sea waves and by their roots configuration. Some studies have analyzed the induced force by the ow over the roots and calculated the wave dissipation caused by mangrove tree species. Based on those studies, the study presented here was conducted to investigate this force using the Morrison's equation and Mazda's method (Mazda et al. 1997b). The implemented cofiguration to represent the mangrove structure were used based on Dalrymple et al. (1984) and Husrin and Oumeraci (2009)'s researches for physical and numerical models, including the slope bottom e_ect to calculate the total energy dissipation, in order to verify the lineal relationship between both efects (mangrove and slope) or have a combined efect. To evaluate the ow variables, the change in the drag coeficient (CD) by incident sea waves characteristics and the geometrical configuration of mangrove structure, the numeric model openFoam and the tool waves2Foam were used. The results behavior were validated with feld information, where the results of CD show an increase under lower values of the Reynolds umber. The findings show a CD variation as function of bottom slope, with upper magnitudes than hose recorded in the literature to other vegetation types and no lineal contribution to the energy w by the bottom and vegetation dissipations.