Enginyeria de Costes i Oceanografia (250MAG005) – Curs 2025/26 PDF
Temari
Descripció dels oceans, morfologia del fons oceànic, conques i plataformes continentals. Presentació de les propietats de l'aigua de mar: salinitat, temperatura, densitat, i el seu paper en els processos dinàmics marins. Introducció a la circulació oceànica superficial (forçada pel vent) i profunda (termohalina), així com als principals fenòmens ondulatoris: marees, corrents i onatge. Contextualització històrica de l'enginyeria de costes, des de les solucions dures clàssiques fins a enfocaments integrats i adaptatius. Classificació de les escales espacials (perfil de platja, cèl·lula litoral, conca regional) i temporals (esdeveniment, estacional, interanual, secular). Avaluació dels processos sedimentaris (transport longitudinal i transversal, deriva litoral) i la seva relació amb la morfodinámica costanera. Identificació dels principals tipus d'obres costaneres (espigons, dics, regeneracions, SbN) i establiment de principis funcionals de disseny, considerant el clima marítim, la topografia costanera, els nivells de la mar i esdeveniments extrems.
Objectius específics
Comprendre l'estructura i propietats físiques de l'oceà i la seva relació amb la dinàmica costanera. Identificar els principals tipus d'estructures costaneres i els factors que determinen el seu disseny i aplicació.
Activitats vinculades
Anàlisis de perfils de CTD oceànics. Resolució d'exercicis sobre propietats de l'aigua de mar. Disseny conceptual d'estructures costaneres simples.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/LaboratoriCaracterització de la interacció oceà-atmosfera com a sistema acoblat, incloent-hi els intercanvis d'energia (radiació, calor sensible i latent), moment (vent) i matèria (vapor, gasos). Avaluació del rol de l'oceà com a regulador tèrmic i component essencial del sistema climàtic global. Anàlisi de les propietats físiques de l'aigua marina: temperatura, salinitat, pressió, densitat i la seva combinació en l'estratificació vertical mitjançant variables com a temperatura potencial i sigma-t. Identificació de termoclina, haloclina i picnoclina. Estudi de l'estabilitat vertical mitjançant la freqüència de Brunt-*Väisälä i aplicació del principi d'Arquimedes. Descripció de les forces que controlen la circulació oceànica: força del gradient de pressió, força de Coriolis, equilibris barotròpic i baroclínic. Explicació de la circulació geostròfica i dels corrents superficials globals (Corrent del Golf, Kuroshio, Humboldt, Circumpolar Antàrtica) i profunda (cinta transportadora oceànica).
Objectius específics
Analitzar els processos de circulació oceànica i la seva relació amb la distribució de masses d'aigua. Interpretar les forces físiques que governen el moviment de l'oceà a diferents escales.
Activitats vinculades
Anàlisi de perfils de masses d'aigua i simulació de corrents. Aplicació pràctica de l'equilibri geostròfic en exemples reals.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/LaboratoriAnàlisi de la distribució desigual de la radiació solar com a motor de la circulació atmosfèrica. Presentació de les cel·les de circulació idealitzada (Hadley, Ferrel, Polar), els vents predominants i les zones climàtiques associades. Revisió de l'estacionalitat atmosfèrica, els gradients tèrmics i la influència de fenòmens com El Niño - Oscil·lació del Sud (ENSO) en la redistribució d'energia i humitat, i les seves implicacions oceàniques.
Objectius específics
Comprendre la circulació general de l'atmosfera i la seva influència en l'oceà. Identificar patrons climàtics globals i fenòmens d'interacció oceà-atmosfera.
Activitats vinculades
Interpretació de diagrames de circulació atmosfèrica i anàlisi de sèries temporals climàtiques. Resolució de casos sobre esdeveniments ENSO i el seu impacte en costes.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/LaboratoriCaracterització dels components de la criosfera (gel continental, gel marí, neu estacional, permafrost) i la seva distribució. Anàlisi de la seva influència sobre el balanç energètic planetari, el cicle hidrològic i la circulació oceànica. Avaluació de l'efecte albedo, la formació d'aigües profundes per salinització per congelació, el paper de les polinias i l'emmagatzematge de carboni i aigua dolça. Estudi del retrocés de glaceres i gel polar com a resposta al canvi climàtic i el seu impacte en el nivell de la mar. Inclusió de factors com el bioalbedo, el carboni negre/marró, el paper del permafrost en l'emissió de gasos i la rellevància del Corrent Circumpolar Antàrtic com a connector i regulador oceànic-climàtic.
Objectius específics
Identificar els components de la criósfera i avaluar el seu paper en la regulació climàtica i el sistema oceànic. Analitzar els efectes del canvi climàtic en la criósfera i els seus impactes associats.
Activitats vinculades
Anàlisis de sèries temporals de cobertura de gel. Càlcul de l'albedo i projecció d'escenaris de retrocés glacial. Discussió de casos reals.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/LaboratoriExplicació de la generació de les marees com a ones de llarg període per interacció gravitacional entre la Terra, la Lluna i el Sol. Revisió dels factors astronòmics (excentricitat, obliqüitat, precessió) i continentals que determinen els tipus de marea. Caracterització dels corrents de marea en sistemes oberts i confinats, comportament com a ona progressiva o estacionària, i associació amb plenamars i baixamars. Descripció dels corrents induïts per diferències de nivell en conques o canals. Càlcul de perfils verticals de velocitat mitjançant la llei logarítmica, aplicació del model empíric de Soulsby i integració vertical de velocitats per a estimar tensió de tall, rugositat de fons i fluxos de massa i energia.
Objectius específics
Interpretar l'origen i comportament de les marees astronòmiques i meteorològiques. Aplicar models de corrents de marea en canals i costes obertes.
Activitats vinculades
Càlcul d'el·lipses de marea i corrents induïts. Simulació de perfils de velocitat vertical amb models logarítmics. Resolució d'exercicis amb dades reals.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/LaboratoriDescripció del procés de generació de l'onatge per l'acció del vent: influència de la velocitat, durada i fetch. Diferenciació entre onatge local (sigui) i onatge propagat (swell). Presentació del concepte de maduresa i estat d'equilibri de l'espectre. Fonamentació de la teoria lineal de l'onatge mitjançant l'equació de Laplace i condicions de contorn. Aplicació a la descripció de la propagació i transformació de l'onatge. Introducció als enfocaments d'observació, modelatge físic a escala reduïda i modelatge numèric.
Objectius específics
Comprendre la generació de l'onatge per acció del vent i les seves característiques físiques. Aplicar la teoria lineal per a descriure l'evolució de l'onatge en mar oberta.
Activitats vinculades
Aplicació de la teoria lineal per a calcular paràmetres d'onatge. Anàlisi d'espectres d'onatge i simulació d'estats de mar.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/LaboratoriClassificació dels dominis de propagació en funció de la relació entre període i profunditat (aigües profundes, intermèdies, succintes). Estudi de la dispersió i del flux d'energia. Anàlisi de processos de shoaling, refracció (llei de Snell), difracció i reflexió enfront d'obstacles. Caracterització del trencament de l'onatge com a mecanisme de dissipació d'energia en zones de surf. Classificació dels tipus de rompent (spilling, plunging, surging, collapsing) mitjançant el número de Iribarren i avaluació de les seves implicacions energètiques i sedimentàries.
Objectius específics
Analitzar els processos de propagació de l'onatge en diferents profunditats. Comprendre els mecanismes de trencament i la seva classificació segons el tipus de rompent.
Activitats vinculades
Càlcul de propagació i refracció de l'onatge. Classificació de tipus de trencament a partir d'imatges i simulacions numèriques.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/LaboratoriAplicació del tensor de radiació (components Sxx i Syy) com a eina per a l'anàlisi del momentum de l'onatge en zones de rompent. Avaluació del setup (elevació del nivell mitjà de la mar) i setdown (depressió) mitjançant balanç de momentum. Caracterització dels corrents induïts per onatge: corrents longitudinals (longshore), corrents de retorn (rip currents) i circulació en cel·les. Estudi dels factors que controlen aquests corrents: angle d'incidència, gradient del tensor de radiació, fricció de fons i mescla turbulenta.
Objectius específics
Aplicar el concepte de tensor de radiació a l'anàlisi del nivell mitjà de la mar en zones de rompent. Identificar i caracteritzar els corrents induïts per onatge.
Activitats vinculades
Modelatge simplificat de set-up i set-down. Simulació de corrents induïts i anàlisis de patrons de circulació en zones de surf.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/LaboratoriAnàlisi de la morfodinàmica costanera i la seva retroalimentació amb els forçaments hidrodinàmics. Avaluació dels estats de platja (reflexants vs dissipatius), perfils estacionals i el concepte de perfil dequilibri. Aplicació de criteris morfològics de Wright & Short, Dean i Larson & Kraus. Definició del transport net i brut de sediments. Revisió de tècniques de mesura (traçadors, trampes, sensors) i aplicació de formulacions empíriques per al càlcul de taxes de transport longitudinal a platges sorrenques.
Objectius específics
Comprendre els processos de transport sedimentari a la costa i la seva relació amb la morfodinàmica. Aplicar models empírics per estimar taxes de transport.
Activitats vinculades
Interpretació de perfils de platja i ús de formulacions empíriques per al càlcul de transport. Anàlisi de balanços sedimentaris.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/LaboratoriIntroducció als conceptes fonamentals de qualitat de l’aigua i contaminació, entesa com qualsevol alteració que degradi les condicions naturals del medi. Classificació dels contaminants en no tòxics, assimilables i tòxics, i anàlisi de magnituds clau com la concentració i la dilució. Identificació de les principals fonts de contaminació (emissaris, escorrentia, abocaments) i estudi dels processos físics que controlen la dispersió i transformació dels contaminants: dilució inicial, difusió, advecció, circulació litoral, així com el decaïment i l’envelliment dels hidrocarburs. Presentació d’indicadors de qualitat de l’aigua, com l’oxigen dissolt o la presència de coliformes, aplicats a exemples reals de contaminació costanera.
Objectius específics
Conèixer les fonts i els tipus de contaminació en ambients costaners. Aplicar criteris de qualitat de l’aigua en funció de paràmetres mesurables.
Activitats vinculades
Anàlisi de dades de qualitat de l’aigua i simulació de la dispersió. Estudi de casos de contaminació puntual i difusa al litoral.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/LaboratoriClassificació d'aportacions continentals: descàrregues superficials (rius, escorrentia, drenatge urbà) i subterrànies (SGD). Estudi de la formació de plomes, zones de barreja i gradients de salinitat. Avaluació dels impactes sedimentaris i morfològics (deltes, barres, erosió/acreció localitzada). Consideració de les implicacions sobre la qualitat de l'aigua (nutrients, contaminants, hipòxia). Descripció dels mecanismes de descàrrega subterrània, mètodes de detecció i rellevància en estudis costaners.
Objectius específics
dentificar les aportacions continentals al sistema costaner i els seus efectes hidrodinàmics i sedimentaris. Avaluar el seu impacte sobre la qualitat de l'aigua i els ecosistemes costaners.
Activitats vinculades
Interpretació d'imatges satel·litàries i sèries hidrològiques. Anàlisi de plomes de terbolesa i avaluació de SGD mitjançant traçadors.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/LaboratoriClassificació d'estructures rígides: dics esculleres, espigons, murs verticals. Establiment de criteris de disseny: altura significant, cota de coronació, peralt, run-up i overtopping. Avaluació dels efectes morfodinàmics induïts: alteració del transport litoral, generació de zones d'ombra d'onatge, reflexió, generació de corrents. Anàlisi de l'impacte ambiental i criteris funcionals d'integració en l'entorn costaner.
Objectius específics
Conèixer els tipus d'estructures rígides emprades en la protecció costanera i els seus principis de disseny. Avaluar els seus efectes sobre la dinàmica litoral i l'entorn.
Activitats vinculades
Disseny funcional d'un espigó o dic. Avaluació de l'impacte sobre el transport litoral mitjançant models conceptuals.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/LaboratoriDefinició i justificació de les NBS com a alternativa a les solucions rígides. Classificació de tipologies: dunes estabilitzades, marenys, manglars, esculls, prades submarines i solucions híbrides. Descripció dels serveis ecosistèmics: reducció de l'onatge, millora de la qualitat de l'aigua, captura de carboni. Establiment de criteris ecològics i funcionals: elevació, pendent, espècies clau, resiliència, monitoratge adaptatiu.
Objectius específics
Analitzar el potencial de les solucions basades en la naturalesa com a estratègia d'adaptació costanera. Avaluar la seva viabilitat funcional, ecològica i social.
Activitats vinculades
Disseny conceptual d'una solució basada en la naturalesa. Avaluació de la seva efectivitat a través d'indicadors ecològics i funcionals.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup mitjàAplicació integrada dels coneixements adquirits en oceanografia física, dinàmica costanera i enginyeria de costes a un cas real o representatiu de zona costanera. Desenvolupament d'un diagnòstic ambiental a partir de la problemàtica plantejada i de l'anàlisi d'informació oceanogràfica, climàtica i sedimentària. Avaluació de forçaments dominants (onatge, marees, vent, aportacions continentals). Identificació de problemàtiques específiques de la zona d'estudi (com a erosió, inundació, retrocés de la línia de costa, pèrdua d'hàbitats o deterioració de la qualitat de l'aigua). Estimació de riscos i vulnerabilitats mitjançant indicadors físics i ambientals. Formulació de propostes d'intervenció i adaptació basades en criteris de sostenibilitat, funcionalitat i resiliència. Comparació de mesures estructurals (dures) i solucions basades en la naturalesa, considerant impactes ambientals, cost-benefici i acceptació social. Elaboració de recomanacions per a la gestió integrada del litoral. Aquest tema pot ser abordat com a treball final grupal, incloent-hi cartografia, esquemes de disseny, interpretació de dades reals o simulades i una justificació tècnica de la solució plantejada.
Objectius específics
Integrar els coneixements adquirits per a diagnosticar problemàtiques costaneres i proposar solucions. Formular intervencions tècnicament justificades i ambientalment sostenibles.
Activitats vinculades
Estudi integrador d'una zona costanera: recopilació i anàlisi de dades, diagnòstic ambiental, i proposta tècnica justificada.
Dedicació
2h 30m Grup gran + 30m Grup petit/Laboratori