Modelado numérico del comportamiento de los vertidos de hidrocarburos vertidos al mar

Abstract

En el informe de esta tesina se aborda la problemática de la contaminación marina de los hidrocarburos asociada al transporte marítimo. El gran impacto mediático que suscitaron los grandes accidentes sucedidos en pasado reciente como es el caso del Prestige o que lo están haciendo actualmente en el golfo de México debido al accidente de la plataforma petrolífera de la compañía British Petroleum (BP) generan controversia en la sociedad justificada por las consecuencias socio-económicas y medioambientales que continuamente son difundidas por los medios de comunicación. Sin embargo, existen otro tipo de vertidos asociados a una serie de operaciones de carga y descarga de los petroleros que se realizan sistemática e intencionadamente de forma ilegal, éstos son menos mediáticos pero igualmente suponen un volumen importante de contaminantes vertidos al océano. Actualmente los planes de contingencia ya incorporan sistemas de seguimiento y predicción de los vertidos marinos accidentales que determinan el desplazamiento de las mareas negras mediante modelos numéricos. En este sentido, la elaboración de esta tesina se marca como objetivo la implementación del retroanálisis en uno de estos modelos con la intención de desarrollar una herramienta de predicción retrospectiva y así poder reconocer a los buques responsables de vertidos intencionados de hidrocarburos en el mar. A lo largo del informe de esta tesina, se van a desgranar los procesos que siguen los modelos numéricos para reproducir virtualmente el transporte de los hidrocarburos. De este modo se puede ver como las manchas de petróleo se representan mediante una discretización de un número determinado de partículas y que cada una de ellas se desplaza de manera independiente de las demás. Con este procedimiento se tiene en consideración el hecho de que la sustancia se comporta como un continuo, y a su vez se pueden modelar algunas incertidumbres que alberga el proceso de predicción. También se plantea la problemática que conlleva tener que reproducir simultáneamente procesos caracterizados por escalas espacio-temporales muy diversas y como para poder representar todos estos términos forzadores en un modelo de predicción numérica, el transporte superficial se debe descomponer en una componente media definida por les forzamientos advectivos y una turbulenta cuyo efecto se modela mediante los modelos estocásticos lagrangianos. Una vez definido el funcionamiento de estos modelos numéricos de predicción, se ha procedido a desarrollar una serie de simulaciones experimentales en el escenario del mar catalano-balear, donde se han podido contrastar los resultados con datos empíricos obtenidos gracias al seguimiento de una serie de boyas Lagrangianas que se lanzaron en el dominio de estudio enmarcadas en el proyecto de investigación AIDMAR. Analizando los resultados obtenidos en estas simulaciones se ha determinado que parámetros son los más influyentes en el contexto de estudio y de este modo se ha calibrado el modelo numérico para realizar descripciones del transporte lo más cercanas a la realidad posible. Posteriormente se ha implementado el módulo de retroanálisis al modelo numérico y se ha empleado en la realización de una serie de simulaciones contextualizadas en el mismo escenario y en las cuales se han introducido los valores de los parámetros extraídos del análisis previo. Los resultados obtenidos han permitido concluir que para consolidar el retroanálisis como sistema de apoyo a la investigación del origen de vertidos del tipo operacional se deberá mejorar la estrategia de estudio de los condicionantes que intervienen en los diferentes procesos para poder solventar la incertidumbres que reside en los ejercicios de predicción.