Diseñan un método más preciso para calcular la arena aportada a las playas tras los temporales

Un equipo de investigación de la Universidad de Cádiz en colaboración con la Universidad de Florencia ha desarrollado un modelo matemático para estimar con mayor precisión la cantidad de arena necesaria para regenerar las playas. La propuesta permite ajustar mejor el volumen de aportación tras temporales u obras costeras, reduciendo costes y respetando la composición natural del sedimento.

Grupo Ingeniería Costera de la Universidad de Cádiz.

La novedad del trabajo es que compara grano a grano la arena original de la playa con la que se quiere aportar. En lugar de basarse en un cálculo general, como hace el método clásico que se emplea en este ámbito, el nuevo modelo propuesto por los investigadores del grupo de Ingeniería Costera analiza el porcentaje de cada tamaño de grano para estimar qué parte se quedará en la playa y cuál se perderá con el oleaje.

Cuando llegan los temporales de invierno, el oleaje ‘arranca’ parte de la arena y la desplaza hacia zonas sumergidas. En condiciones normales, la playa tiende a recuperarse en verano. Sin embargo, la actividad humana y la pérdida de las dunas en el litoral dificultan esa regeneración natural. Esto obliga a realizar aportaciones artificiales de sedimento para recuperar el ancho de la costa antes de la temporada turística.

Los investigadores emplearon la arena de la playa de Santa María del Mar, en Cádiz, y como material de regeneración, sedimento procedente del dragado del puerto de la ciudad. Foto Shutterstock.

Cada playa tiene su propia identidad. No está formada por un único tipo de arena, sino por una mezcla de tamaños que el oleaje ha ido seleccionando durante décadas. Ese equilibrio determina su estabilidad en la costa: si se aporta arena demasiado fina, el mar la arrastra con facilidad; si es demasiado gruesa, cambia la forma en la que rompe la ola, modifica la pendiente de la playa y puede alterar el ecosistema.

Un método para ahorrar costes

Hasta ahora, la herramienta más utilizada para calcular cuánto material es necesario añadir era el ábaco de James, del año 1975, un método matemático teórico que estima el ‘coeficiente de sobrellenado’. Éste indica cuánto volumen adicional de arena se debe aportar a una playa para compensar la fracción que previsiblemente se perderá.

Sin embargo, el estudio titulado ‘A new and more accurate overfill ratio for beach nourishments and its comparison with James’ RA’ publicado en Marine Geology demuestra que este sistema puede resultar demasiado conservador, especialmente cuando la arena de préstamo es más fina que la original. En algunos casos analizados, el método tradicional sobreestimaba en más de un 60 % el volumen necesario. “Esto implica aportar mucha más arena de la que realmente permanecerá en la playa, lo que encarece las actuaciones y puede generar un impacto innecesario en el entorno”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Cádiz Juan José Muñoz Pérez.

Comparar grano a grano

Para realizar el análisis, los investigadores emplearon la arena de la playa de Santa María del Mar, en Cádiz, y como material de regeneración, sedimento procedente del dragado del puerto de la ciudad. Primero, recogieron muestras y las pasaron por un ‘colador’ con diferentes tamaños de malla. Así pudieron separar y medir qué porcentaje corresponde a granos más gruesos y cuáles son más finos, tanto en la playa original como en la arena que se quiere aportar.

Columna de tamices utilizados para realizar el análisis grano a grano de las arenas en el laboratorio.

Después, realizaron una comparativa: si la arena nueva contenía muchas partículas finas, sabían que el mar las arrastraría con facilidad. En cambio, si predominaban los granos más gruesos, era más probable que permanecieran en la orilla. “Con esta información, podemos estimar qué parte del material añadido se quedará realmente en la playa y cuál se perderá bajo el agua, ajustando así la cantidad necesaria que debemos aportar con mayor precisión”, aclara el investigador.

Los resultados muestran que cuando los granos de arena nueva se asimilan a la nativa no hay grandes diferencias entre el método clásico y el propuesto por los investigadores. “Sin embargo, cuando no son iguales, el método antiguo suele indicar que hay que aportar mucho más material del que realmente se quedará en la playa”, detalla el investigador de la Universidad de Cádiz Antonio Contreras de Villar.

El experto añade que reducir ese margen supone una ventaja económica en proyectos de regeneración, donde cada metro cúbico adicional implica un incremento del presupuesto. Además, ajustar mejor el tamaño del sedimento aporta beneficios ambientales al respetar la composición original de la playa y su dinámica natural.

Aplicación tras los temporales

Este modelo teórico, desarrollado a partir del análisis de muestras en laboratorio, ofrece una herramienta práctica para planificar futuras regeneraciones costeras. Antes de aportar arena, bastaría con analizar la granulometría (es decir, el tamaño del grano) de la playa afectada y compararla con la del material de préstamo para estimar con mayor precisión qué porcentaje permanecerá en la zona emergida.

. Antes de aportar arena, bastaría con analizar la granulometría (es decir, el tamaño del grano) de la playa afectada y compararla con la del material de préstamo.

El siguiente paso será aplicar el modelo en futuras regeneraciones de playas y comprobar sobre el terreno si las estimaciones se ajustan a la arena que realmente permanece en la orilla tras los temporales. Esta validación permitirá afinar los cálculos y consolidar la herramienta como apoyo técnico en proyectos de ingeniería costera.

El trabajo ha sido financiado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía y fondos propios de la Universidad de Cádiz. Además, ha contado con el apoyo del Ministerio de Ciencia e Innovación.

Reportaje iDescubre. De Borges a la ingeniería costera: cómo medir la arena grano a grano para regenerar las playas

Referencias

Antonio Contreras-de-Villar, Enzo Pranzini, Giorgio Anfuso, Juan J. Muñoz-Perez, ‘A new and more accurate overfill ratio for beach nourishments and its comparison with James’ RA’, Marine Geology, Volume 493, 2026, 107705,

ISSN 0025-3227: https://doi.org/10.1016/j.margeo.2026.107705.

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