Simulación de la hidrodinámica marina en la región de Cartagena con aplicaciones al transporte de sedimentos
Fecha
2015
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Editor
Universidad EAFIT
Resumen
Se realizaron simulaciones numéricas de la dinámica marina en la región de Cartagena entre los sectores conocidos como Galerazamba (Norte) y Bocachica (Sur) aplicadas al estudio del transporte de sedimentos -- El fenómeno de la erosión costera afecta negativamente el desarrollo de esta región tanto a nivel económico como social, debido a problemáticas relacionadas con la pérdida de tierras de importante utilidad para actividades de turismo y habitación humana, así como el deterioro de diferentes infraestructuras físicas -- Sin embargo, no se cuenta con muchos estudios realizados en esta zona que permitan un total entendimiento del fenómeno, y existe poca información y pocas estaciones de monitoreo de la dinámica marina de la zona (generador principal del transporte de sedimentos) -- Lo anterior motivó la realización de simulaciones numéricas de la dinámica marina aplicadas al estudio del transporte de sedimentos -- Las simulaciones se realizaron en la plataforma Delft3D desarrollada por WL Delft Hydraulics, en la que se acoplan simultáneamente la hidrodinámica, el oleaje y el transporte de sedimentos -- Las simulaciones realizadas consideran además forzamientos externos debidos a la marea, el oleaje y la atmosfera, para los cuales se realizó un análisis detallado de distintas fuentes de información batimétrica, topográfica y meteorológica disponibles, determinando la precisión de cada una de estas para diferentes zonas y épocas climáticas -- El desempeño de las simulaciones se evaluó al confrontar el ajuste entre el oleaje direccional y las corrientes modeladas y medidas en las dos épocas climáticas características de la región (seca y lluviosa) -- En ambas campañas de medición se combinaron estaciones de medición fijas y móviles, permitiendo así ampliar la resolución temporal y espacial de las observaciones -- Los parámetros estadísticos utilizados en la evaluación de las simulaciones indicaron que éstas lograron una representación entre razonable y buena de la dinámica marina en la región de Cartagena -- Una vez verificado el buen desempeño de las simulaciones, se procedió en primera instancia a determinar el patrón característico de las corrientes y del oleaje en cada una de las épocas climáticas de la región, encontrándose que para ambas temporadas las corrientes en la mayoría del dominio se dirigen hacia el sur, y el oleaje viene predominantemente del noreste (NE) -- Se encontró que los cambios en la magnitud de las corrientes de una temporada a otra fueron mínimos con una velocidad media de las corrientes de 0.12 m/s en temporada húmeda, y una época seca que se caracterizó por presentar regímenes de oleaje de mayor intensidad con una altura de ola media de 0.83 m. -- Posteriormente se realizó el acoplamiento entre las simulaciones numéricas realizadas y el módulo de transporte de sedimentos presente en Delft3D -- Para la implementación de este módulo se utilizó la información recolectada en la campaña de medición llevada a cabo en Octubre de 2013, se compararon concentraciones de sedimentos en suspensión medidas y modeladas, donde se encontró que la simulación construida logró reproducirlas de forma acertada en la mayoría de la región -- Luego de determinar un aceptable comportamiento de las simulaciones, se realizaron balances de sedimentos a lo largo de la línea de costa a partir de los datos modelados, con el fin de determinar zonas de erosión y sedimentación para las épocas climáticas seca y húmeda, así como para el caso de un evento extremo -- Los resultados mostraron que las simulaciones lograron reproducir, para una escala temporal de días, tendencias erosivas al norte del corregimiento de Galerazamba, en los alrededores de Bocacanoas, en el norte de Punta Canoas, Bocagrande y sectores del norte de Tierrabomba, mientras que la acumulación de sedimentos se presentó en los alrededores de la parte sur de Lomarena, sur de Punta Canoas y el Laguito, lo cual concuerda con lo reportado en la literatura, corroborando que las simulaciones llevadas a cabo representan una alternativa de gran utilidad para el estudio del transporte de sedimentos en la región de Cartagena