Variabilidad de los diferentes parámetros granulométricos de la arena dragada en cántara y su aplicabilidad a la regeneración de playas

Abstract

La regeneración de playas se ha convertido en la estrategia preferida en la restauración de playas (Hanson et al., 2002; Pranzini et al., 2015, 2018) para resolver el problema de la erosión costera en la mayoría de lugares de todo el mundo (Trembanis and Pilkey 1999; Dean 2003). Para establecer la idoneidad (estabilidad, tasa de erosión, forma del perfil, rotura del oleaje, ...) de la arena dragada como elemento de realimentación de una playa en regresión, se utilizan los valores granulométricos de una muestra de arena tomada en la superficie de la cántara. La muestra se realiza inmediatamente después de la carga del sedimento, y el resultado debe ser representativo de toda la arena de la cántara. Se ha diseñado una nueva metodología de toma de muestras y análisis que garantice la representatividad estadística del sedimento y su aplicación a la mejora del diseño de proyectos de futuras regeneraciones. El tamizado es el método que, debido a su simplicidad y economía, ha sido elegido de manera generalizada para el análisis del tamaño de arena a bordo de una draga. El tamizado se hace a mano dada la escasez de espacio y la consecuente ausencia de un laboratorio de materiales adecuado. Así pues, es debido a la previamente establecida importancia de la determinación del tamaño de grano por lo que se consideró imprescindible el averiguar la influencia del uso de diferentes métodos de tamizado en los resultados obtenidos para los distintos parámetros. Se tomaron muestras de dentro de la cantara de una draga de succión en marcha, y se tamizaron a mano con tamices de 10 y 20 cm de diámetro a bordo de la draga. Después, estas muestras se tamizaron mecánicamente en el laboratorio en tierra. Los resultados mostraron diferencias en los principales parámetros del tamaño, el D50, la desviación estándar o sorting, asimetría o skewness y aplastamiento o Kurtosis. De entre los resultados, cabe destacar que los valores más altos de D50 y de Kurtosis eran los de los tamices de menor tamaño de diámetro. Por otro lado, los valores más bajos pertenecían al tamizado mecánico del laboratorio. Además, la desviación estándar y el skewness no parecen ser afectados por el método de tamizado. Las muestras que no siguen este patrón son las que tienen un alto porcentaje de conchas. Por último y definitivamente, los tamices pequeños deben ser desechados como método de tamizado abordo. Otro de los objetivos de este estudio fue evaluar la variabilidad del tamaño de arena dentro de la cántara tanto a lo largo de su superficie como en profundidad, ya que se encontraban un mayor porcentaje de conchas en la superficie de la cántara. Por tanto, se proponen algunas mejoras de la actual metodología, exponiendo una mejor técnica de muestreo a bordo de la draga, incluyendo una comparación y discusión de los resultados obtenidos. Para alcanzar este propósito, se comparan los resultados de muestras tomadas en la cántara mediante dos diferentes metodologías. Primero, la metodología actual, que consiste en tomar una única muestra de la superficie con una cuchara Van Veen una vez la cántara está llena. La otra, dos tubos core de un metro de longitud que fueron introducidos a proa y popa por impacto con un martillo manual.

Beach nourishment has become the preferred strategy for beach restoring (Hanson, et al., 2002; Pranzini et al., 2015, 2018) in order to solve the issue of coastal erosion in many places around the world (Trembanis and Pilkey 1999; Dean 2003). In order to assess the suitability (stability, erosion rate, beach profile, wave breaking…) of the dredged sand as an element of beach nourishment in recession process, granulometric values are calculated from a sample of the sand taken from the hopper surface. The sample is taken just after dredging process, and the results, supposedly, are representative of the whole sand in the hopper. A new methodology of sample collection and analysis that guarantees the statistic representativeness of the sediments, and its application to the improvement of project design in future nourishments, is presented herein. Sieving, due its simplicity and economy, is the method that has been widely chosen for the analysis of sand size aboard dredgers. Sieving is handmade due to the lack of space and of a lab with the appropriate material. Therefore, the previous stablished importance of determination of the sand size is the reason why to find out the influence of use of different methods of sieving in obtaining results for the different parameters has been considered essential. Samples from inside the hopper of a trailing suction dredger were taken, and sieved by hand with sieves of 10 and 20 cm diameters on board the dredger. Afterwards, these same samples were sieved with a mechanical shaker in an onshore lab. The results showed differences for the main size parameters: D50, standard deviation, skewness and kurtosis. Amongst the main results, it should be noted that the highest D50 and kurtosis values were obtained when using the small sieves. On the other hand, lowest values were given by the mechanical shaker method in the laboratory. Furthermore, standard deviation and skewness didn't seem to be affected by the sieving method. The samples which do not follow this pattern had a higher percentage of shells. Finally, the small sieves should be rejected as sieving method aboard. Another goal of this research was to evaluate the sand size variability inside the hopper along its surface and depth, because a higher percentage of shells were found on the hopper surface. Consequently, some new improvements of the current methodology are proposed, setting out a better technique of sampling aboard the dredging vessel, including a comparison and discussion of the obtained results. In order to achieve this aim, the results of the samples taken in the hopper throughout both methodologies, have been compared. First, the current methodology consists of taking a single sample from the Hopper surface with a Van Veen grab sampler once the hopper is full. The other one, by introducing two tube-corers of 1-metre-long that were introduced at bow and stern with a hammer.