Modelización Ambiental

Actualmente, una de las mayores problemáticas de las zonas costeras es la generación de grandes cantidades de agua residual urbana que son vertidas a través de emisarios submarinos al medio ambiente marino. En ocasiones, la carga es tan grande que el medio receptor es incapaz de asimilarla a corto plazo, afectando de manera negativa la calidad de las aguas costeras. Los procesos físicos, químicos y biológicos involucrados en la dinámica de los ambientes costeros y la calidad del agua en las zonas de salida de emisarios pueden ser estudiados con modelos numéricos.

Modelos regionales permiten diseñar un emisario que garantice la mayor dilución posible de las aguas vertidas. Lo que permite cumplir con las normativas existentes, reduciendo los riesgos de contaminación de aguas cercanas.

Estos modelos permiten realizar un diseño numérico orientativo para la construcción y/o adecuación de los emisarios submarinos de saneamiento en zonas litorales destinados al vertido de aguas residuales de diferentes niveles de tratamiento.

La deriva litoral es el proceso por el que el oleaje distribuye los sedimentos a lo largo de la costa. Debido al movimiento desigual del mismo (oblicuamente al incidir sobre costa y paralelo a la costa al retirarse), el movilizado del sedimento se produce igualmente de manera desigual. Si el aporte sedimentario permanece constante, se establece un equilibrio en la línea de costa, pero si los aportes disminuyen, la costa tiende a la erosión. De igual forma, perturbaciones antropológicas o naturales, producen un desequilibrio en los fenómenos de acumulo-erosión de sedimentos en la costa.

Basado en el perfil costero de la zona de estudio, la mareografía, las descargas fluviales si las hubiera, la morfología del oleaje, la granulometría del sedimento y de la información de las corrientes marinas, los modelos numéricos denominados Sistema de Modelado Costero son capaces de evaluar los patrones de dispersión de sedimentos en las zonas costeras estudiadas.

Se trata de determinar la evolución de la deriva litoral de la costa objeto de estudio para realizar las construcciones y/o adecuaciones necesarias para equilibrar las ganancias/perdidas de sedimento, y anticipar la evolución de la línea de playa.

Las condiciones del ecosistema fluvial son una de las más frágiles que existen dentro del ambiente costero. Los constantes cambios en caudal, corriente, características de la sección transversal del río, profundidad del mismo, y las propiedades del fluyente hacen difícil su estudio y gestión.

Los modelos numéricos son una útil herramienta en la evaluación de la dinámica del medio natural fluvial, simulándose las condiciones físicas del mismo, y permitiendo una evaluación de las medidas necesarias para la mejora de sus condiciones ambientales.

Modelos hidrodinámicos de aguas poco profundas, y bajo condiciones frontera propias del ambiente fluvial dan información de la evolución de los caudales y líneas de corrientes, que pueden ser usados posteriormente para cálculos de dispersión en ríos y barrancos.

Se trata de obtener datos que permitan evaluar la descarga de sustancias transportadas por el cauce (agua, contaminantes, materia orgánica, etc) para determinar su comportamiento y propagación, de tal forma que se puedan determinar las medidas adecuadas en caso de ser necesarias.

Hoy en día existe una sensibilización mediática de las manchas de petróleo o de fuel, los vertidos a ambientes marinos, las descargas de barcos, etc. Los problemas ambientales anexos a estos derrames deben ser estudiados desde diferentes puntos de vista para evaluar un plan de acción. Entre ellos, la dinámica de dispersión del material contaminante debe ser establecida para proceder a su estudio. Los sistemas de modelización permiten inferir la dispersión de contaminantes en la zona de interés.

Entre los modelos más utilizados encontramos los modelos de circulación tridimensional. Estos modelos utilizan coordenadas sigma para la dimensión z, al igual que los modelos más avanzados de estudios oceanográficos, además de permitir una integración explícita de tiempo con la coordenada horizontal, mientras que una integración vertical implícita, mejorando así la resolución en las capas principales. Calcula, así mismo, los coeficientes de mezcla vertical aproximándose de manera real a la dispersión del contaminante.

La utilización de estos modelos conjuntamente con el uso de las boyas de deriva iSPHERE se utilizan para determinar la pluma de dispersión del material contaminante desde su punto de emisión, y determinar el área de impacto de esta contaminación, constituyendo esto una poderosa herramienta que ayudará a las autoridades a mitigar los potenciales daños ecológicos.