Caracterización de la dispersión de contaminantes en la zona costera
- Autores: Margarita Diez Rilova
- Directores de la Tesis: Juan Pablo Sierra Pedrico (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2012
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ana María Tarquis Alfonso (presid.), Cesar Mösso Aranda (secret.), Inmaculada Romero Gil (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
En nuestra sociedad los derivados del petróleo son la fuente principal de energía. Los accidentes con hidrocarburos han protagonizado episodios de contaminación trágicos para la biosfera del océano. Se analizan algunos de ellos, sus efectos y sistemas de limpieza. La complejidad de los procesos físicos, químicos o biológicos que actúan sobre el crudo en el mar, hacen difícil su estudio en laboratorio. Para ello se hacen numerosas campañas de campo con distintas escalas y procesos físicos predominantes diferentes: zonas costeras (Delta del Ebro y playa de Vilanova); en aguas confinadas (puerto de Barcelona y puerto de Recife); y en aguas abiertas (Mediterráneo Occidental), con diferentes tecnologías (foto, vídeo, satélite), para seguir trazadores eularianos (manchas de leche y fluoresceína, flotantes o hidrocarburos) y lagrangianos (boyas lastradas), se miden los agentes forzadores: viento, oleaje, marea, etc. y se correlacionan para caracterizar los diferentes escenarios. También se revisa el estado del arte. El tratamiento digital de imágenes de vídeo permite numerosas aplicaciones en el campo de la hidromorfodinámica, pues es posible controlar la evolución espacial y temporal de cualquier parámetro con evidencias visibles y es una técnica no intrusiva que ofrece datos de oleaje de una zona, en contraposición a los datos puntuales de los sensores. Las imágenes sufren numerosas alteraciones, deformaciones, ruidos, etc., que hay que depurar previamente. Los coeficientes de difusión presentan una gran variedad condicionada a la dependencia característica con la escala temporal y espacial de los fenómenos predominantes. Los coeficientes de difusión medidos se agruparon según el número de Reynolds y se hizo una clasificación: hipodifusividad, hiperdifusividad y difusión anómala. Esta caracterización de escenarios permite parametrizar el medio para modelizar su comportamiento y poder predecir su evolución. En el campo del oleaje se pueden obtener espectros de energía y otros parámetros para su caracterización, detectar la morfología de barras sumergidas, identificar corrientes de retorno, caracterizar run-up, etc. En el puerto de Barcelona se tomaron numerosos datos de velocidades de viento (Vv) y corriente (Vc) llegando a una buena correlación entre ambas (Vcx (cm/s)= 2.306 Vvx (m/s)+ 0.148) y constatando que hay una influencia de otros efectos como la marea, reflexión de los muelles o difracción que no se pueden obviar. Las imágenes de Rádar de Apertura sintética SAR permiten detectar episodios de contaminación y analizar la vorticidad a gran escala del medio. Resultó sorprendente el gran número de manchas detectadas. Se comprobó que los vertidos siguen la Ley de Zipp (distribución hiperbólica entre los accidentes y su tamaño). Se vió que los remolinos siguen la dirección de los cañones submarinos. Con el análisis fractal y multifractal del contorno de la mancha se puede caracterizar su origen (antropogénico o natural como masas de plankton) y su envejecimiento o persistencia, etc. Se comprueba que es posible que la intermitencia de la turbulencia pueda parametrizarse mediante medidas fractales y que el uso de momentos de orden superior ayuda a comparar medidas de difusión a distintas escalas mediante la Ley de Richardson Generalizada. Así se relaciona la pendiente del espectro, la intermitencia y la dependencia temporal de la difusión efectiva. Los distintos agentes que producen difusión en el mar sufren interacciones no-lineales complejas. Con todo ello, se pretende contribuir a comprender mejor los procesos de dispersión de los contaminantes en el mar y, por consiguiente, ayudar en la lucha contra este fenómeno.
