Modelacion de campos

8/18/2019 Modelacion de campos

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INFORME

Pluspetrol Perú Corporation

Modelación Matemática delCampo de Corrientes en las

Bahías de Pisco y Paracas,Perú.

Abril 2003

Ref. PLU_03_510

ERM Perú S.A.

Environmental Resources ManagementVíctor A. Belaúnde 147, Vía Principal 140 Ed. Real 6,

P°6Lima 27 Perú

Teléfono 51-1-211-2677Fax 51-1-211-2526

Web Site: www.erm.com

http://www.erm.com/http://www.erm.com/


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INFORME

Pluspetrol Perú Corporation

Modelación Matemática delCampo de Corrientes en lasBahías de Pisco y Paracas,Perú.

Abril 2003

Ref. PLU_03_510

En nombre y por cuenta de ERM Perú

Aprobado por: Alberto Sambartolome

Firma: ______________________________________

Cargo: _____________________________________

Fecha: ______________________________________

Este documento ha sido elaborado por ERM Perú con la debidacompetencia, diligencia y cuidado con arreglo a los términos delcontrato estipulado con el Cliente y nuestras condiciones generalesde suministro, utilizando los recursos concertados.

ERM Perú declina toda responsabilidad ante el cliente o terceros por cualquier cuestión que no esté relacionada con lo anteriormente

expuesto.

Este documento tiene carácter reservado para el Cliente. ERM Perúno asume ninguna responsabilidad ante terceros que lleguen aconocer este informe o parte de él.


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E NVIRONMENTAL R ESOURCES MANAGEMENT 3

TABLA DE CONTENIDOS

1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................4

2. OBJETIVO...............................................................................................................7

3. APLICACIONES GENERALES............................................................................8

4. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ZONA DE ESTUDIO ...............................9

4.1. EL LUGAR...........................................................................................................94.2. CONDICIONES OCEANOGRÁFICAS GENERALES ................................................9

4.2.1. Temperatura del Agua de Mar ....................................................................94.2.2. Salinidad....................................................................................................134.2.3. Oxígeno Disuelto (OD).............................................................................134.2.4. Sólidos en Suspensión, Turbidez y Transparencia ....................................144.2.5. Mareas .......................................................................................................194.2.6. Corrientes ..................................................................................................22

4.2.7. Vientos ......................................................................................................234.2.8. Olas ...........................................................................................................24

5. INFORMACIÓN UTILIZADA PARA LA MODELACIÓN MATEMATICA................................................... ........................................................... ....................... 26

5.1. MAREAS ...........................................................................................................265.2. CORRIENTES .....................................................................................................30

5.2.1. Mediciones directas – eulerianas ...............................................................315.2.2. Corridas de flotadores – lagrangeanas .......................................................385.2.3. Modelos globales de corrientes...................................................................455.2.4. Estado actual del conocimiento..................................................................47

5.3. VIENTOS ...........................................................................................................48

5.4. BATIMETRÍA .....................................................................................................506. EL MODELO NUMÉRICO .................................................................................51

6.1. GENERALIDADES..............................................................................................516.2. ANTECEDENTES. MODELACIÓN DEL CAMPO DE CORRIENTES EN LA ZONA .526.3. MODELACIÓN 2D VS. 3D ................................................................................526.4. SISTEMA DE COORDENADAS Y ORIENTACIÓN DE LA GRILLA ........................546.5. REFERENCIA TEMPORAL Y MANEJO DEL TIEMPO ...........................................556.6. PERÍODO DE ESTABILIZACIÓN .........................................................................556.7. NÚMERO DE COURANT....................................................................................566.8. BATIMETRÍA .....................................................................................................566.9. FORZANTES ......................................................................................................56

6.9.1. Bordes ........................................................................................................56 6.9.2. Mareas .......................................................................................................57 6.9.3. Corrientes ..................................................................................................586.9.4. Vientos ......................................................................................................586.9.5. Forzantes combinados................................................................................59

6.10. VISCOSIDAD TURBULENTA ............................................................................596.11. RESISTENCIA...................................................................................................596.12. CALIBRACIÓN DEL MODELO..........................................................................60

7. ESCENARIOS DE MODELACIÓN Y RESULTADOS....................................67

7.1. ESCENARIOS DE MODELACIÓN........................................................................677.2. RESULTADOS ....................................................................................................68

CONCLUSIONES.....................................................................................................88


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1. INTRODUCCIÓN

Durante los estudios de evaluación de impactos ambientales para la

construcción de la Terminal Marítima en Playa Lobería, han sido

identificados algunos potenciales problemas que, su tratamiento y

evaluación dependen, en parte, del conocimiento de la circulación

costera en el área.

Uno de estos problemas, lo constituye la puesta en suspensión de

sedimentos finos depositados en el fondo por acciones típicas de la

construcción, tales como el armado de trincheras para la instalación de

ductos, las corrientes inducidas por hélices de remolcadores y buques,

arrastres de anclas, movimientos de tuberías sobre el fondo y otros.

Otro de los problemas identificados lo constituye un potencial derrame

de algún producto establecido en los ductos, para su exportación.

En ambos casos, la evolución de las "manchas" de sedimentos o

producto, sus concentraciones, superficies ocupadas, velocidades de

traslación y destinos geográficos, constituyen aspectos de importanciaa lo largo de las evaluaciones y acciones ambientales relativas a

proyectos como la terminal marítima en cuestión.

El seguimiento y predicción de estos fenómenos dependen muy

significativamente de las corrientes (circulación) dentro de la zona de

influencia de la terminal y la bahía.

Las mediciones disponibles son de corta duración, puntuales y dentro

de la bahia, por lo que se desconoce la circulación general dentro de la

bahía y vecindades. En estas condiciones, es difícil la interpretación

física de las fuerzas que generan las corrientes en un ambiente con

notorios accidentes geograficos y batimetría variada.

En general, y en base a la información disponible, las corrientes en el

área son la resultante de :


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• Corrientes puras de marea, caracterizadas por tener períodos

cíclicos, similares a los períodos de las componentes armónicas

dominantes para la marea del lugar.

• Corrientes inducidas por el viento. La fricción viscosa del viento

sobre la superficie del mar induce una fuerza de arrastre que

genera una corriente, no necesariamente alineada con la dirección

del viento.

• Corrientes permanentes debidas a patrones de circulación oceánica

general. Estas corrientes influyen la circulación dentro de la bahía,

debido a su cercanía a aguas profundas.

Dada la complejidad que presenta la Bahía de Paracas desde el puntode vista ambiental y la necesidad de conocer mejor la circulación para

tratar aspectos vinculados a los sedimentos en suspensión y su

desplazamiento y eventuales derrames, el presente informe incluye

una revisión de la información disponible relevante a la circulación y el

cálculo del campo de corrientes para toda la región de influencia del

proyecto. Se han analizado las corrientes, considerando su

variabilidad en el espacio y el tiempo, para escenarios frecuentes en ellugar provientes de la combinación de las fuerzas citadas

anteriormente. Esta tarea no es posible hacerla de modo artesanal, por

lo que se ha elegido un modelo matemático.

Para estudiar el campo de corrientes en la zona de Bahía Pisco se

implementó el modelo hidrodinámico (HD) bidimensional (2D) MIKE

21 del DHI (Danish Hydraulic Institute de Dinamarca) que consiste en

una herramienta matemática, esto es un modelo matemático, para el

calculo de velocidades y direcciones de la corriente y desplazamientos

del nivel del mar, debidos a fuerzas tales como mareas y vientos.

Este modelo es aceptado en aplicaciones de ingenieria y medio

ambiente (evaluaciones ambientales, prediccion y monitoreo) y muy

generalizado su uso en todo el mundo, incluyendo aplicaciones a obras

del tipo de la terminal marítima en la Bahia de Pisco.


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El dominio considerado para la modelación numérica se extiende

aproximadamente desde 13° 22’ S hasta 14° 02’ S, en la dirección N-S y

desde 76° 40’ W hasta la costa, en la dirección W-E. Se adoptó una

resolución espacial de 500 m por 500 m con la cual quedaron

convenientemente representados los accidentes costeros y la batimetría

de la zona en estudio. La calibración y validación del modelo se

realizaron utilizando datos disponibles de marea y corrientes.

Con el objeto de estudiar las corrientes en el sitio de interés se

diseñaron algunos escenarios típicos considerando la importancia de

los forzantes de las corrientes. De esta manera se obtuvieron y

analizaron cartas de corrientes para la zona de estudio. Se incluyen

gráficos y tablas para facilitar la interpretación de los resultadosobtenidos en este trabajo.

Las corridas del modelo, esto es, series de tiempo para cada punto del

dominio de modelación, quedan almacenadas en soporte magnético

para posterior uso en otras aplicaciones.

El modelo queda en condiciones de ser revalidado en caso dedisponerse de más mediciones de corrientes, especialmente.


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2. OBJETIVO

El objetivo principal del presente trabajo es determinar la circulación

dentro de la bahía de Pisco, área de interés de este proyecto, para cadainstante, y para situaciones representativas (condiciones de viento y

marea, principalmente), usando las herramientas de la simulación

matemática, calibrados mediante las mediciones disponibles a la fecha.


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3. APLICACIONES GENERALES

Los modelos, una vez calibrados pueden ser aplicados a problemas del

proyecto, por ambientalistas, diseñadores, autoridades, contratistas,

etc. Podrán ser consultados (corridos) y actualizados en cualquier

momento.

Los resultados pueden ser aplicados a distintos aspectos ambientales

del proyecto tales como:

• Evaluaciones de impactos ambientales más sólidas y

convincentes

• Optimización de las medidas de mitigación

• Optimización del plan de monitoreo

• Predicción y seguimiento de las consecuencias ambientales

de la obra


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4. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ZONA DE ESTUDIO

4.1. El Lugar

La zona de estudio corresponde a la Bahía de Paracas, ubicada en la

Provincia de Pisco, Departamento de Ica, Región Los Libertadores-

Wari. La bahía de Paracas y alrededores, se denomina "zona de Pisco",

por las características morfológicas del litoral y la batimetría.

La zona comprendida entre Caucato y la desembocadura del río Pisco,

y el fondo de la Bahía de Paracas se encuentran casi al nivel del mar,

elevándose entre el entrante de Sequión y Punta Pejerrey, donde se

inicia la zona de acantilados. El relieve del fondo submarino frente al

borde costero de Pisco, es de suave pendiente, haciéndose más

marcado frente a la desembocadura del río Pisco.

Plano 4.1.1. Bahias de Pisco, Paracas y Sistema de Islas.

4.2. Condiciones Oceanográficas Generales

4.2.1. Temperatura del Agua de Mar

Las variaciones de la temperatura superficial del mar están

relacionadas fundamentalmente con la absorción de la radiación sobre

la circulación atmosférica, las corrientes superficiales, los afloramientos

costeros, los hundimientos y movimientos advectivos. Las


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temperaturas promedio mensuales muestran, a todo lo largo de la

costa peruana, un comportamiento cíclico anual, con valores

relativamente altos durante los meses de verano y bajos en invierno

(EIA, Línea de Base Ambiental, Oceanografía, ERM, 2002)

Los valores promedios de las transectas 14, 13 y 12 son representativos

de la fría corriente que baña la costa del Perú, aunque en la zona de

Pisco, que incluye la bahía de Paracas, debido a la protección de la

península del mismo nombre de los sistemas de circulación oceánica

que proceden del sur, y la formación de “Eddys”, ocasionan que las

temperaturas en el área mencionada, sean mayores a las zonas

adyacentes, tanto hacia el sur como hacia el norte. Su variabilidad

estacional es relativamente baja, y sólo se altera con la ocurrencia delfenómeno de "El Niño", en que aparecen aguas cálidas.

La variación de la temperatura con respecto a la profundidad, mostró

una capa de mezcla localizada en los 2 primeros metros de

profundidad. En las estaciones de poca profundidad, se observó un

gradiente negativo desde la superficie, mostrando una débil

termoclina.

Esta situación nos muestra la existencia de 2 capas de agua de

diferentes densidad, comportándose como una barrera de distribución

que delimita 2 masas de agua de diferentes características físicas y

dinámicas, lo que permitió la selección de las profundidades de

medición de corrientes. En tal sentido, las corrientes superficiales se

tomaron por encima de los 2 metros de profundidad, mientras que las

de fondo o subsuperficiales, se registraron por debajo de los 2 metros

de profundidad y a 1 metro sobre el fondo (EIA, Línea de Base

Ambiental, Oceanografía, ERM, 2002)

En la Tabla 4.2.1.1. se muestran los resultados de las mediciones de

temperatura del agua de mar por transectos distribuidos a lo largo de

las Bahias de Pisco y Paracas y para diferentes profundidades. La

ubicación de los transectos se indica en la Figura 4.2.1.1.


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Figura 4.2.1.1. Bahias de Pisco, Paracas y ubicación de las transectas.


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Tabla 4.2.1.1. Temperatura del agua de mar en las Bahias de Pisco y Paracas

Punto de muestreo Profundidad (m) Temperatura (°C) Valores promedio por transecto

T1(0) Superf 23.0T1(5) Superf 23.3T1(5) 4.7 22.3

T1(10) Superf 21.4T1(10) 10.0 19.8

21.96


T2(10) Superf 23.9T2(10) 9.8 20.0

23

T3(0) Superf 26.7 T3(5) Superf 24.7 T3(5) 5.5 23.1

T3(10) Superf 23.8T3(10) 9.5 18.2

23.3


T4(10) Superf 24.7 T4(10) 9.4 19.1

24.18


T5(10) Superf 23.8T5(10) 9.9 21.5

T5(15) Superf 23.7 T5(15) 15.5 18.6

23

T6(0) Superf 26.6T6(5) Superf 25.7 T6(5) 5.1 23.8

T6(10) Superf 25.6T6(10) 9.5 23.5

25.04


T7(10) Superf 26.5T7(10) 9.7 19.6

24.64


T8(10) Superf 26.3T8(10) 6.8 21.8

26.04


T9(10) Superf 26.2T9(10) 6.7 23.6

26.24

T10(0) Superf 26.4T10(5) Superf 25.1T10(5) 5.2 22.5T10(10) Superf 25.6T10(10) 8.1 21.3

24.18

T11(0) Superf 28.5T11(5) Superf 26.7 T11(5) 3.0 26.6T11(10) Superf 26.5T11(10) 4.2 25.2

26.7

T12(0) Superf 21.8T12(5) Superf 21.3

T12(5) 4.3 16.7 T12(10) Superf 21.1T12(10) 8.6 16.1

19.4


19.8


17.64

El valor mínimo registrado fue de 15.5 ºC en el transecto 13 (cota de 10

m) a 9.2 m de profundidad.


13/93


El valor máximo registrado fue de 29.5 ºC en los transectos 8 y 9 (cota

de o m), en superficie. El promedio de temperaturas resgistrado a lo

largo de todos los transectos fue de 23.2 °C.

Respecto a la distribución de la temperatura promedio por transectos, se pudo

observar un incremento gradual desde el transecto 1 (21.96 °C) hasta un

máximo en el transecto 9 (26.24 °C), donde luego se observa una distribución

aleatoria, hasta llegar al mínimo registrado en el transecto 14 (17.64 °C).

4.2.2. Salinidad

Los valores de salinidad medidos, oscilaron entre un mínimo de 3.02%

en superficie en el transecto 5 (cota de 10 m), y un máximo de 3.24% a

10 m de profundidad en el transecto 1 (cota de 10 m), con un promedio

de 3.16% (EIA, Línea de Base Ambiental, Oceanografía, ERM, 2002). La

Tabla 4.2.2.1. resume los valores obtenidos en el campo.

Tabla 4.2.2.1. Salinidad del agua de mar en las Bahias de Pisco y Paracas

Punto de muestreo Profundidad (m) Salinidad (%)

T1(10) Superf 3.23

T1(10) 10.0 3.24

T2(10) Superf 3.18

T3(10) Superf 3.17

T4(10) 9.4 3.23

T5(10) Superf 3.02

T5(10) 9.9 3.18

T6(10) Superf 3.12

T7(10) Superf 3.11

T8(10) Superf 3.11

T9(10) 6.7 3.21

T10(10) Superf 3.13

T11(10) Superf 3.15

T12(10) Superf 3.19

T13(10) Superf 3.22

T14(10) Superf 3.21

4.2.3. Oxígeno Disuelto (OD)

El oxígeno disuelto a nivel superficial, presentó concentraciones entre

5,41 y 4,25 mg/l con un promedio de 4,73 mg/l. La estructura vertical

del oxígeno, de acuerdo a los valores encontrados en superficie y cerca

del fondo, muestran un comportamiento similar a la estructura

térmica, es decir con un gradiente negativo desde la superficie. Losvalores cerca del fondo fluctuaron entre 5,13 a 1,19 mg/l, con un


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promedio de 2,49 mg/l. (EIA, Línea de Base Ambiental, Oceanografía,

ERM, 2002)

En cuanto a la distribución promedio de los niveles de OD a lo largo de

los transectos, hubo una máxima concentración en el transecto 11, con

un valor de 9.38 mg/l y una mínima de 4.7 mg/l en el transecto 14. El

valor medio de concentración fue de 7.2 mg/l. .La Tabla 4.2.3.1.

muestra los niveles medidos de OD.

4.2.4. Sólidos en Suspensión, Turbidez y Transparencia

Los sólidos en suspensión se distribuyeron con concentraciones ensuperficie, entre 7,5 y 2 mg/l, con un promedio de 5,5 mg/l, y en el

fondo, con valores entre 11 y 4 mg/l, con un valor promedio de 6,9

mg/l. Las concentraciones encontradas muestran valores por debajo

de los límites permisibles.

Concentraciones mayores de 25 mg/l, pueden producir asfixia,

principalmente a las poblaciones bentónicas que viven adheridas al

fondo o tienen poca movilidad. (EIA, Línea de Base Ambiental,

Oceanografía, ERM, 2002)

En el documento se incluyen mediciones de turbidez entre la zona del

Río Pisco (Transecto 1), a lo largo de la Bahía de Paracas, hasta las

vecindades de Puerto San Martín (Transecto 14). Los valores de

turbidez obtenidos, ordenados por transectas, se presentan en la Tabla

4.2.4.1.

Desde el punto de vista de la Turbidez, la zona se puede dividir en

dos: al norte de Playa Lobería, con valores mayores a 6 NTU y al sur de

ese lugar con valores menores a 6 NTU.


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Tabla 4.2.3.1. Niveles de Oxígeno Disuelto en el agua de mar en las Bahias de Pisco y

Paracas

Punto de muestreo Profundidad (m) Oxigeno disuelto (mg/l) Valores promedio por Transecto

T1(0) Superf 7.7 T1(5) Superf 7.5T1(5) 4.7 6.5

T1(10) Superf 10.3T1(10) 10.0 5.9

7.58


T2(10) Superf 9.1T2(10) 9.8 5.1

6.16


T3(10) Superf 8.5T3(10) 9.5 3.8

7.98


T4(10) Superf 9.0T4(10) 9.4 4.4

8.94


T5(10) Superf 8.2T5(10) 9.9 5.7 T5(15) Superf 8.5T5(15) 15.5 6.5

7.08


T6(10) Superf 8.7 T6(10) 9.5 5.8

7.36


T7(10) Superf 10.8T7(10) 9.7 7.2

7.66


T8(10) Superf 9.7 T8(10) 6.8 2.8

8.64


T9(10) Superf 8.6T9(10) 6.7 6.1

8.34


6.68


9.38


4.84


5.7

T14(0) Superf 4.1T14(5) Superf 4.7 T14(5) 4.4 4.4T14(10) Superf 5.4T14(10) 9.1 4.9

4.7


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Tabla 4.2.4.1. Turbidez del agua de mar en las Bahias de Pisco y Paracas

Punto de muestreo Profundidad (m) Turbiedad (NTU) Valores promnedio por

Transecto

T1(0) Superf 19.82

T1(5) Superf 16.20

T1(5) 4.7 12.77

T1(10) Superf 2.55

T1(10) 10.0 6.33

11.5

T2(0) Superf 15.33

T2(5) Superf 11.74

T2(5) 4.8 12.48

T2(10) Superf 4.49

T2(10) 9.8 7.01

10.2

T3(0) Superf 7.00

T3(5) Superf 9.66

T3(5) 5.5 8.31

T3(10) Superf 2.96

T3(10) 9.5 3.12

6.2

T4(0) Superf 1.31

T4(5) Superf 6.61

T4(5) 5.1 4.47

T4(10) Superf 6.00

T4(10) 9.4 13.25

6.3

T5(0) Superf 2.68

T5(5) Superf 1.51

T5(5) 5.6 0.65

T5(10) Superf 1.97

T5(10) 9.9 2.76

T5(15) Superf 2.59

T5(15) 15.5 3.59

2.3

T6(0) Superf 0.52

T6(5) Superf 0.75

T6(5) 5.1 0.77

T6(10) Superf 1.28

T6(10) 9.5 3.59

1.4

T7(0) Superf 0.22

T7(5) Superf 1.06

T7(5) 4.9 2.57

T7(10) Superf 0.91

T7(10) 9.7 1.92

1.3

T8(0) Superf 0.74

T8(5) Superf 1.20

T8(5) 4.5 2.08

T8(10) Superf 2.48

T8(10) 6.8 13.00

3.9

T9(0) Superf 1.25

T9(5) Superf 1.53

T9(5) 4.7 2.22

T9(10) Superf 1.65

T9(10) 6.7 2.79

1.8

T10(0) Superf 0.48

T10(5) Superf 0.46

T10(5) 5.2 1.24

T10(10) Superf 0.97

T10(10) 8.1 4.23

1.5

T11(0) Superf 3.81

T11(5) Superf 1.34

T11(5) 3.0 1.36

T11(10) Superf 1.41

T11(10) 4.2 1.98

2

T12(0) Superf 1.77

T12(5) Superf 1.02

T12(5) 4.3 5.48T12(10) Superf 0.70

T12(10) 8.6 6.14

3

T13(0) Superf 1.36

T13(5) Superf 0.14

T13(5) 5.2 0.64

T13(10) Superf 0.65

T13(10) 9.2 1.22

0.8

T14(0) Superf 4.11

T14(5) Superf 0.18

T14(5) 4.4 0.44

T14(10) Superf 0.14

T14(10) 9.1 0.17

1

Los valores máximos registrados se encontraron inmediatamente al surdel Río Pisco con valores medios mayores a 10 NTU.


17/93


Los valores mínimos registrados se encontraron en los transectos 13 y

14, con valores medios menores a 1 NTU.

En cuanto a la transparencia del agua, la misma varió entre 3,8 a 3,2

metros de profundidad, con un promedio de 3,30 metros. Las

estaciones en donde se presentaron las más bajas transparencias fueronlas ubicadas más lejos de costa. En general, estos valores muestran

condiciones normales (EIA, Línea de Base Ambiental, Oceanografía, ERM,

2002).

Se realizó un estudio (Off Shore Site Investigation Required for Sub Sea

Pipe LPG Pisco Terminal, Camisea Proyect, Pisco. Task 5000 – Turbidity;

Golder Associates Perú S.A., December 2002.) complementario de niveles

de turbidez y sólidos totales disueltos a lo largo de la traza de la obra.

Los resultados de las mediciones se pueden observar en las Figura

4.2.4.1 y Tabla 4.2.4.2


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Figura 4.2.4.1. Resultados de las mediciones de turbidez a lo largo de la traza de laobra.

Playa Lobería, Pisco

El valor máximo registrado corresponde al Bore Hole 10 (BH 10) con 15

NTU, medido a una profundidad de 11 m. El mínimo corresponde al

BH 12 con 5 NTU, medido a una profundidad de 6 m. El valorpromedio total durante el relevamiento fue de 8.4 NTU.


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Tabla 4.2.4.2. Resultados de las mediciones de turbidez, sólidos disueltos totales yDisco Secchi a lo largo de la traza de la obra.

4.2.5. Mareas

Para determinar las características mareales de la zona en estudio, se

ha utilizado la Tabla de Marea que edita la Dirección de Hidrografía y

Navegación de la Marina para el Puerto de Pisco, observándose que las

mareas son del tipo semi-diurno, es decir que se presentan dos

pleamares y dos bajamares en un día mareal (24 horas 50 minutos). La

amplitud media es de 0,58 metros, mientras que la amplitud en sicigias

(luna llena y/o nueva) es de 0,76 metros.


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Durante la presencia del fenómeno de "El Niño", los valores del nivel

medio del mar se incrementan entre 30 a 40 centímetros.

Las mareas que llegan a las costas del Perú procedentes del norte, es

decir que si una pleamar pasa por un determinado punto, después de

un tiempo pasará por otro punto más al sur. Por lo que la hora de las

pleamares y las bajamares va a ser diferente a todo lo largo del litoral.


21/93


Figura 4.2.5.1. Posiciones de las estaciones de muestreo a lo largo de la traza de la obra, Playa Lobería,


22/93


Los instantes de ocurrencia y las alturas correspondientes a las pleamares y

bajamares para el Puerto de Pisco y El Callao puede obtenerse de la tabla

mencionada. A continuación se presentan los valores correspondientes a las

amplitudes de sicigia y medias para cada uno de los sitios mencionados.

Puerto de Pisco

latitud: 13° 43.0’S

longitud: 76° 14.0’W

amplitud en sicigia: 0.76 m,

amplitud media: 0.58 m,

Puerto El Callao

latitud: 12° 03.0’S

longitud: 77° 09.0’W

amplitud en sicigia: 0.73m,

amplitud media: 0.55 m,

Comparando los instantes de ocurrencia de pleamares correspondientes a

distintas localidades del litoral peruano puede concluirse que la marea se

propaga de Norte a Sur.

4.2.6. Corrientes

El sistema de corrientes oceánicas costa afuera del Perú tiene una dirección

predominante hacia el Norte y difiere de otro sistema adyacente a la

plataforma o costero, que presenta gran variabilidad espacio-temporal debido

principalmente a los accidentes geográficos y otros factores como ser las

mareas, la topografía del fondo y los vientos locales.

Debido a la presencia de puntas o promontorios rocosos que sobresalen del

litoral, es frecuente la formación de sistemas de circulación rotatorios,


23/93


producto del rozamiento forzado de la masa de agua en su desplazamiento.

Esta situación, similar a la que se produce en la bahía del Callao, origina un

cambio localizado de la dirección de la corriente.

Gran parte del flujo de agua en la franja comprendida entre 100 y 200 Km de

la costa peruana es predominantemente hacia el sur, contrariamente a los

vientos imperantes y a la circulación asociada al sistema de Perú-Chile.

Esta corriente hacia el sur, llamada también Contracorriente, parece

extenderse sobre la plataforma continental hasta donde comienza a

manifestarse una zona de surgencia (“upwelling”) costera asociada a la

presencia de los vientos alisios, confinada esta última a profundidades

inferiores a 50 m. Antecedentes recientes de esta contracorriente (Strub et al., Altimeter Observations of the Peru-Chile Countercurrent, Geophysical Research

Letters, 1995) indica que diferentes autores notaron un alto grado de

variabilidad tanto espacial como temporal de esta contracorriente y, por lo

tanto, todas las conclusiones relativas a la estructura espacial y variabilidad

estacional son hasta el momento tentativas.

Las corrientes costeras son dominadas por las mareas y los vientos.

4.2.7. Vientos

La zona de estudio está ubicada en una franja subecuatorial en la que

imperarían los vientos alisios con dirección SE. La regularidad en intensidad y

dirección de los alisios, que predomina sobre todo en regiones oceánicas, se ve

alterada por contrastes térmicos entre el continente y el océano y por factores

orográficos. Este es el caso de la región costera de Pisco. En la zona estudiada

la dirección del viento cambia durante el día: durante la mañana los vientos

soplan predominantemente del SW cambiando hacia la dirección N durante la

tarde. Por otra parte, ciertos días durante la tarde, se manifiestan vientos que

alcanzan intensidades de hasta 30 nudos, conocido regionalmente como

“Paracas”. Estos vientos ocurren fundamentalmente de julio a septiembre.


24/93


Los vientos históricos en Pisco, agrupados estadísticamente, se presentan en la

Tabla 4.2.7.1.

Tabla 4.2.7.1. Relacion velocidad del viento y direccion y sufrecuencia de ocurrencia, para el Aeropuerto de Pisco.

4.2.8. Olas

En el área de estudio no se tienen mediciones de olas disponibles. En el

informe (“Sandwell - Chevron Texaco. NAWC LNG Receiving Terminal 142552,

Metocean Report, April 2002, Draft Report”) se incluye un estudio del clima de

olas en el sitio de la obra.

Para la concreción de este estudio fue necesario recurrir a datos de vientos

historicos costa afuera, provenientes de la ejecución de modelos

meteorológicos globales.

Una vez determinados estos vientos se procedio a modelar el clima de olas

(GROW2000) resultante de ese campo de vientos, obteniéndose un campo

estadístico de olas costa afuera.

El campo estadístico de olas dentro de la Bahia de Pisco, en el sitio de la obra,

se calculo por medio de la utilización de un modelo matemático de

transformación espectral de olas llamado SWAN.

El clima de olas resultante, en las Bahia de Pisco, se incluye en las siguientes

tablas


25/93


Tabla 4.2.8.1. Relación entre la altura significativa y periodo de las olas y su número deocurrencia, para el sitio de implantación de la obra.

Figura 4.2.8.2. Relacion altura significativa y direccion de las olas y su numero de ocurrencia, para el sitio de implantación de la obra.


26/93


5. INFORMACIÓN UTILIZADA PARA LA MODELACIÓN MATEMATICA

5.1. Mareas

En la Tabla 5.1.1 se presentan los valores correspondientes a las amplitudes delas cuatro componentes de marea principales en Pisco y Callao obtenidas de

las “Admiralty Tide Tables”. Puede observarse que en la región estudiada la

componente de marea predominante es la semidiurna principal (M2)

siguiéndole en importancia la diurna (K1).

Tabla 5.1.1. Amplitudes (en metros) de las principales componentes armónicas de la marea enPisco y El Callao. Periodo de la componente en horas: T.

Puerto M 2T=12.42060122

S2T=12.00000000

K 1T=23.93446966

O1T=25.81934166

Pisco H=0.22 H=0.07 H=0.15 H=0.07 Callao H=0.23 H=0.08 H=0.14 H=0.07

Con los valores de las constantes presentadas en la tabla anterior puede

calcularse el factor F (Dronkers, J.J. Tidal Computations, North Holland Publishing

Co, Ámsterdam, 1965) el cual caracteriza el régimen de la marea. Dicho

parámetro está definido de la siguiente manera:

F = (H K1 + H O1 ) / (H M2 + H S2 )

y, con los valores de la Tabla 5.1.1 se obtiene que es mayor que 0.6 en ambos

casos, lo cual indica que la marea en este sector de la costa peruana es “mixta

preponderantemente semidiurna” (0.25 ≤ F ≤ 1.50).

Esto indica que durante un mes lunar, habrá períodos con características

semidiurnas (dos pleamares y dos bajamares diarias) y otros con

características diurnas (una pleamar y una bajamar diaria).

Esto se observa claramente en la curva de niveles del mar medidos (Report onPhase II Off-Shore Site Investigation Required For Sub Sea Pipe Lpg Pisco Terminal -

http://www.oce.orst.edu/po/research/tide/global.htmlhttp://www.oce.orst.edu/po/research/tide/global.htmlhttp://www.oce.orst.edu/po/research/tide/global.htmlhttp://www.oce.orst.edu/po/research/tide/global.html


27/93


Camisea Project Pisco – Perú Task 1000 - Ocean Currents, marzo de 2003) entre el 5

y el 15 de marzo de 2003. Por ejemplo, se observa que el 7 de marzo los niveles

del mar presentan características semidiurnas (dos pleamares y dos bajamares

por día) mientras que el 11 de marzo la marea presenta un claro

comportamiento diurno (una pleamar y una bajamar diaria), como indica la

Figura 5.1.1.

Figura 5.1.1. Mediciones de niveles del mar en Pisco. Alguna singularidad en la curva seasocia a un error en el procesamiento o déficit en el funcionamiento del sistema de obtención de

datos.

Todos los modelos hidrodinámicos requieren condiciones en los contornos o

bordes abiertos del dominio de cómputo. Para el caso de simulaciones con

forzantes mareológicos esto siempre requiere de un tratamiento particular ya

que rara vez se dispone de mediciones directas de niveles del mar en aguas

abiertas. En estos casos, por lo general, los resultados de modelos globales son

de utilidad para representar las variaciones espacio-temporales de los niveles

del agua en los bordes del dominio.

Actualmente, el modelo global de marea TPXO.6 o TOPEX es el que mejor

ajusta (en el sentido de mínimos cuadrados) la ecuación de marea de Laplace

con los datos satelitales resultantes de la misión TOPEX/Poseidon.

Mediciones del nivel del mar en Pisco.

Período: 5/03-14/03-2003

Fecha y Hora

N i v e l d e l M a r ( c m )

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 3 / 3 / 5 1 : 0 1

0 3 / 3 / 5 1 3 : 0 1

0 3 / 3 / 6 1 : 0 1

0 3 / 3 / 6 1 3 : 0 1

0 3 / 3 / 7 1 : 0 1

0 3 / 3 / 7 1 3 : 0 1

0 3 / 3 / 8 1 : 0 1

0 3 / 3 / 8 1 3 : 0 1

0 3 / 3 / 9 1 : 0 1

0 3 / 3 / 9 1 3 : 0 1

0 3 / 3 / 1 0 1 : 0 1

0 3 / 3 / 1 0 1 3 : 0 1

0 3 / 3 / 1 1 1 : 0 1

0 3 / 3 / 1 1 1 3 : 0 1

0 3 / 3 / 1 2 1 : 0 1

0 3 / 3 / 1 2 1 3 : 0 1

0 3 / 3 / 1 3 1 : 0 1

0 3 / 3 / 1 3 1 3 : 0 1

0 3 / 3 / 1 4 1 : 0 1

0 3 / 3 / 1 4 1 3 : 0 1


28/93


En este modelo global, la marea es representada mediante cuatro

componentes armónicas semidiurnas (M2, S2, N2 y K2), cuatro diurnas (K1, O1,

P1 y Q1) y dos de largo período (Mf y Mm) sobre una grilla global de 1440 x 721

nodos, con una resolución espacial de 0.25°, tanto en latitud como en longitud.

Los resultados del modelo, con intervalo de muestreo horario, se encuentran

disponibles en “Internet”. Una completa información sobre el modelo y un

instructivo acerca de cómo descargar datos puede obtenerse en:

http://www.oce.orst.edu/po/research/tide/global.html

En este sitio puede accederse, entre otros, a “software” específico para

predecir alturas y corrientes de marea para lapsos y lugares requeridos.

Figura 5.1.2. Mediciones de niveles del mar en El Callao y el cálculo del Modelo Global Topex para el mismo lugar. El modelo sigue la predicción de tabla, basada en mediciones del lugar, enamplitud y fase, correctamente.

Comparación entre el nivel del mar predicho por la Tabla de Marea en El Callao

y los resultados del Modelo Global de Mareas TOPEX

Fecha y Hora

N i v e l d e l M a r ( m )

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

0 2 / 6 / 1 0 : 0 0

0 2 / 6 / 1 9 : 0 0

0 2 / 6 / 1 1 8 : 0 0

0 2 / 6 / 2 3 : 0 0

0 2 / 6 / 2 1 2 : 0 0

0 2 / 6 / 2 2 1 : 0 0

0 2 / 6 / 3 6 : 0 0

0 2 / 6 / 3 1 5 : 0 0

0 2 / 6 / 4 0 : 0 0

0 2 / 6 / 4 9 : 0 0

0 2 / 6 / 4 1 8 : 0 0

0 2 / 6 / 5 3 : 0 0

0 2 / 6 / 5 1 2 : 0 0

0 2 / 6 / 5 2 1 : 0 0

0 2 / 6 / 6 6 : 0 0

0 2 / 6 / 6 1 5 : 0 0

0 2 / 6 / 7 0 : 0 0

0 2 / 6 / 7 9 : 0 0

0 2 / 6 / 7 1 8 : 0 0

0 2 / 6 / 8 3 : 0 0

0 2 / 6 / 8 1 2 : 0 0

0 2 / 6 / 8 2 1 : 0 0

0 2 / 6 / 9 6 : 0 0

0 2 / 6 / 9 1 5 : 0 0

0 2 / 6 / 1 0 0 : 0 0

0 2 / 6 / 1 0 9 : 0 0

0 2 / 6 / 1 0 1 8 : 0 0

0 2 / 6 / 1 1 3 : 0 0

0 2 / 6 / 1 1 1 2 : 0 0

0 2 / 6 / 1 1 2 1 : 0 0

0 2 / 6 / 1 2 6 : 0 0

0 2 / 6 / 1 2 1 5 : 0 0

0 2 / 6 / 1 3 0 : 0 0

0 2 / 6 / 1 3 9 : 0 0

0 2 / 6 / 1 3 1 8 : 0 0

0 2 / 6 / 1 4 3 : 0 0

0 2 / 6 / 1 4 1 2 : 0 0

0 2 / 6 / 1 4 2 1 : 0 0

0 2 / 6 / 1 5 6 : 0 0

0 2 / 6 / 1 5 1 5 : 0 0

Modelo Global TOPEX

Tabla de Marea en El Callao


29/93


Tanto las alturas como los instantes de las pleamares y bajamares publicadas

en la Tabla de Marea que edita la Dirección de Hidrografía y Navegación de la

Marina del Perú, se utilizaron para evaluar la calidad de los datos de marea

del modelo global. Las Figuras 5.1.2. y 5.1.3. muestran las salidas del TOPEX

para los puertos de El Callao y Pisco y los valores predichos por la Tabla deMarea para esos lugares para un mismo período.

Figura 5.1.3. Mediciones de niveles del mar en Pisco y el cálculo del Modelo Global Topex parael mismo lugar. El modelo sigue la predicción de tabla, basada en mediciones del lugar, en

amplitud y fase, correctamente.

De la comparación surge la validación del TOPEX para ser utilizado como

condición de borde para el MIKE 21.

Debe aclararse que el modelo computa el nivel del mar en las vecindades del

punto donde regularmente se hacen las mediciones de mareas costeras. A

esto, en parte, se asocian las diferencias entre los resultados del modelo y la

predicción.

Comparación entre el nivel del mar predicho por la Tabla de Marea en Pisco

y los resultados del Modelo Global de Mareas TOPEX

Fecha y Hora


0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0 2 / 5 / 3 1 9 : 0 0

0 2 / 5 / 3 1 1 5 : 0 0

0 2 / 5 / 3 1 2 1 : 0 0

0 2 / 6 / 1 3 : 0 0

0 2 / 6 / 1 9 : 0 0

0 2 / 6 / 1 1 5 : 0 0

0 2 / 6 / 1 2 1 : 0 0

0 2 / 6 / 2 3 : 0 0

0 2 / 6 / 2 9 : 0 0

0 2 / 6 / 2 1 5 : 0 0

0 2 / 6 / 2 2 1 : 0 0

0 2 / 6 / 3 3 : 0 0

0 2 / 6 / 3 9 : 0 0

0 2 / 6 / 3 1 5 : 0 0

0 2 / 6 / 3 2 1 : 0 0

0 2 / 6 / 4 3 : 0 0

0 2 / 6 / 4 9 : 0 0

0 2 / 6 / 4 1 5 : 0 0

0 2 / 6 / 4 2 1 : 0 0

0 2 / 6 / 5 3 : 0 0

0 2 / 6 / 5 9 : 0 0

0 2 / 6 / 5 1 5 : 0 0

0 2 / 6 / 5 2 1 : 0 0

0 2 / 6 / 6 3 : 0 0

0 2 / 6 / 6 9 : 0 0

0 2 / 6 / 6 1 5 : 0 0

0 2 / 6 / 6 2 1 : 0 0

0 2 / 6 / 7 3 : 0 0

0 2 / 6 / 7 9 : 0 0

0 2 / 6 / 7 1 5 : 0 0

0 2 / 6 / 7 2 1 : 0 0

Tabla de Marea en Pisco_PI

Modelo Global TOPEX


30/93


5.2. Corrientes

Los modelos hidrodinámicos requieren de datos de corrientes para calibrarlos

y validarlos. Es decir, disponiendo de las series temporales de corrientes

(intensidad y dirección) en algunos puntos de interés obtenidas mediantemediciones directas, pueden realizarse simulaciones numéricas y comparar

los resultados obtenidos con las mediciones.

No obstante, dichas simulaciones deben realizarse considerando a todos los

forzantes presentes, siendo los más importantes, la marea, el viento y, dado

este caso particular, los sistemas de corrientes marinas predominantes costa

afuera.

Para la zona de interés se dispone de informes técnicos preliminares (ver

Tabla 5.2.1) que brindan información relativa a la circulación de las aguas,

describen mediciones directas de corrientes de corta duración obtenidas con

instrumental oceanográfico y seguimiento de flotadores.

Tabla 5.2.1. Informes técnicos de corrientes correspondientes a la zona en estudio

Título Año Propietario Autor ContenidoEstudio de corrientes marinas para la construcción de unmuelle en la playa Loberia -

Pisco

Juniode 2002

PluspetrolPeru

CorporationS.A.

H & O Descripción de la corrientemedida en dos sitios. Los

datos son representados enrosas de corrientes

Metocean Report: Pisco LPGTerminal

Abrilde 2002

PluspetrolPeru

CorporationS.A.

SandwellEngineering

Inc.

No incluye datos. Brevedescripción de la corrientebasada en las Pilots Charts

y en cartas náuticasinglesas.

Estudio de Impacto Ambiental - Oceanografía

(Línea de Base)

2002 PluspetrolPeru

Corporation

S.A.

EnvironmentalResources

Management,

Perú

Descripción general de lascorrientes de la zona

Off-Shore Site investigationrequired for sub sea pipeLPG Pisco Terminal –

Camisea ProjectPisco – Perú

Task 4000 – Ocean Currents

Dic. de2002

PluspetrolPeru

CorporationS.A.

Golder Associates Perú

S.A.

Estudio de las corrientesen el sitio de interés

mediante el seguimiento de flotadores. Presentantablas y gráficos de lastrayectorias medidas.

Phase II Off-Shore Site nvestigation

required for sub sea pipeLPG Pisco Terminal -

Camisea ProjectPisco – Perú

Task 1000 – Ocean Currents

Marzode 2003

PluspetrolPeru

CorporationS.A.

Golder Associates Perú

S.A.

Estudio de las corrientesen el sitio de interés

mediante el seguimiento de flotadores. Presentantablas y gráficos de lastrayectorias medidas.

Estudio complementario alde diciembre de 2002.


31/93


5.2.1. Mediciones directas – eulerianas

Se realizaron mediciones de corrientes (Estudio de corrientes marinas para la

construcción de un muelle en la playa Loberia – Pisco, Proyecto del Gas de Camisea, H &

O, junio de 2002.), a diferentes niveles de la columna de agua, en dos estacionesde muestreo, utilizando para tal efecto un correntómetro portátil marca Valeport

Model 105 & 106 Self Recording, programado para obtener registros de

velocidad y dirección de la corriente a intervalos de 10 minutos y durante siete

días en cada estación.

Las mediciones se realizaron, en la Estación 1 (E1) a 5 y a 10 m sobre el fondo

marino donde la profundidad local es de 15.6 m, y en la Estación 2 (E2) a 2 msobre el lecho marino, de profundidad local igual a 5.4 m.

La posición de las estaciones fueron las siguientes:

Estación E2: Latitud: 13° 46’ 12”.10 S

Longitud: 76° 14’ 44”.66 W,

Estación E1: Latitud: 13° 46’ 03”.99 S

Longitud: 76° 15’ 57”.06 W.

Los resultados de la medición en forma estadística se incluyen en las Tablas

5.2.1.1. a 5.2.1.3. y las Figuras 5.2.1.1. a 5.2.1.3, muestran los diagramas de

dispersión en términos de las componentes N-S y E-W de las corrientes medidas.

Las velocidades de las corrientes superficiales ( a 5 m de la superficie del mar),

fueron menores de 0.30 m, a 5 m del fondo menores de 0.25 m/s , para una

altura de la columna de agua de 15 m.

El profundidades de 5 m y a 2 m del fondo las corrientes alcanzaron un

máximo de 0.25 m/s.

Del análisis de los datos, los autores sugieren que el ingreso de la corriente es

por ambos lados de la bahía, principalmente durante las primeras horas deldía, y la salida se da por el fondo, en medio de la bahía sobre la zona más


32/93


profunda. Además, indican que la presencia de viento norte durante las

mañanas produce un mayor ingreso de agua a la bahía, originando cambios

en la circulación.

La serie de tiempo de corrientes presenta características de ser afectada por

vientos y mareas. Sin embargo, no es evidente la contribución de cada una de

esas fuerzas al valor de las corrientes. Para la calibración del modelo, este

tema es crucial, debido a que es necesario calibrarlo con cada fuerza en

particular.

Se decidió utilizar un procedimiento de filtrado para tratar de separar, del

registro de corrientes, las contribuciones de la marea a las propias corrientes.

Para ello se tomaron dos series de mediciones de corrientes: una del 16 al 22de mayo y la otra desde el 31 de mayo al 7 de junio de de 2002.

Durante el primer período, se calcularon las alturas con al MIKE 21 como se

muestra en la Figura 5.2.1.4. Puede observarse que la componente M2

(demidiurna de 12.4 h de período) no es importante. Esto se refleja en el

análisis armónico de la serie de corrientes, el cual muestra como única

componente significativa la onda K1 en la componente N-S, como muestra laFigura 5.2.1.5. Cabe destacar que la energía de la componente K1 puede

explicar solamente el 11.1% de toda la energía del registro de corrientes, en

este período. Esto es, la contribución de la marea al campo de corrientes no es

importante en este caso.

Seguidamente, se examinó el segundo registro de corrientes. Aquí,

nuevamente se calcularon las alturas de marea por medio del MIKE 21, como

muestra la Figura 5.2.1.6. Puede observarse que las componentes M2 y K1 son

importantes en este caso. Esto se refleja en el análisis armónico de la serie de

corrientes, donde ambas componentes (E-W y N-S) resultan significativas,

como lo muestran las Figuras 5.2.17. y 5.2.1.8.

La energía de las componentes M2 y K1 (y una débil M3) pueden explicar el

8.1% de toda la energía del registro de corrientes en la componente E-W y el

25.9% en la componente N-S.


33/93


Tabla 5.2.1.1. Estadistica de Corrientes Marinas en la Bahia de Pisco (E1) Profundidad : 10 metros (16 al 22 de mayo), Frecuencia (%) de incidencia de

corrientesVelocidad Direccion Total

(cm/s) N NE E SE S SW W NW (%)

0-5 0,33 0,33 0,11 0,55 0,33 0,00 0,00 0,11 1,77 5-10 10,71 18,10 7,17 2,54 1,99 3,09 4,08 3,31 50,99

10-15 5,96 11,37 2,43 0,55 4,86 5,63 2,21 1,43 34,4415-20 0,22 1,21 0,00 0,00 4,30 4,97 0,00 0,00 10,7120-25 0,00 0,22 0,00 0,00 0,11 1,66 0,00 0,00 1,9925-30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,11 0,00 0,00 0,1130-40 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00>40 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

TOTAL % 17,22 31,24 9,71 3,64 11,59 15,45 6,29 4,86 100,00

Tabla 5.2.1.2. Estadistica de Corrientes Marinas en la Bahia de Pisco (E1) Profundidad : 5 metros (24 al 31 de mayo), Frecuencia (%) de incidencia de corrientes

Velocidad Direccion Total(cm/s) N NE E SE S SW W NW (%)

0-5 2,34 2,24 2,03 1,63 1,73 1,53 0,81 1,02 13,335-10 9,26 13,33 4,27 3,87 13,53 9,66 0,92 2,64 57,48

10-15 4,68 7,22 1,42 0,81 0,71 4,37 0,61 1,22 21,0615-20 3,15 2,75 0,31 0,00 0,00 0,10 0,00 0,00 6,3120-25 0,71 0,81 0,10 0,00 0,00 0,10 0,00 0,00 1,7325-30 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,0030-40 0,00 0,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,10>40 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

TOTAL % 20,1 26,4 8,1 6,3 16,0 15,8 2,3 4,9 100,0

Tabla 5.2.1.3. Estadística de Corrientes Marinas en la Bahia de Pisco (E2) Profundidad : 2m (31 de mayo al 7 de junio), Frecuencia (%) de incidencia de

corrientesVelocidad Direccion Total

(cm/s) N NE E SE S SW W NW (%)0-5 1,6 0,2 0,0 0,2 1,4 0,7 0,3 1,7 6,10

5-10 10,3 18,0 5,1 5,1 5,9 4,0 2,1 5,6 56,1010-15 2,5 13,5 5,5 4,6 3,0 2,6 2,7 1,1 35,5015-20 0,1 0,5 0,1 0,6 0,4 0,4 0,0 0,0 2,1020-25 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1025-30 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0030-40 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00>40 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00

TOTAL % 14,5 32,3 10,7 10,5 10,7 7,7 5,1 8,4 100


34/93


Figura 5.2.1.1. Mediciones de corrientes frente a Playa Lobería. Estación E1, 15 m de profundidad local, instrumento ubicado a 10 m del fondo del mar. Diagrama de dispersión

componentes E-W y N-S de las corrientes.

Figura 5.2.1.2. Mediciones de corrientes frente a Playa Lobería. Estación E1, 15 m de profundidad local, instrumento ubicado a 5 m del fondo del mar Diagrama de dispersión


Mediciones de corrientes con instrumento.

Período: 24/05-31/05/2002, Intervalo de muestreo: 10 minutos

Componente E-W de la Velocidad (m/s)

C o m p o n e n t e N - S d e l a V e l o c i d a d ( m / s )

-0.20

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

-0.20 -0.15 -0.10 -0.05 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40





-0.25

-0.20

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

-0.25 -0.20 -0.15 -0.10 -0.05 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25


35/93


Figura 5.2.1.3. Mediciones de corrientes frente a Playa Lobería. Estación E2, 5 m de profundidad local, instrumento ubicado a 2 m del fondo del mar Diagrama de dispersión


Nivel del mar para el período 16 al 22 de Mayo de 2002


-0.5

-0.3

-0.1

0.1

0.3

0.5

0.7

-20 20 60 100 140 180

Figura 5.2.1.4. Curva de marea calculada por el MIKE 21 para el período del 16-22 de mayo 2002.Puede observarse que la componente M 2 (demidiurna de 12.4 h de período) no es importante y sí

lo es la componente K 1 (diurna de peródo 24.8 h). La separación entre los picos más altoscorresponde a la componente K 1. Al final del registro la componente semidiurna comienza a

parecerse en magnitud a la diurna.




C o m p o n e n t e N - S d e l a V e l o c i d a d ( m

/ s )

-0.20

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

-0.20 -0.15 -0.10 -0.05 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25


36/93


Estimación de corrientes de marea - componente N-S

Porcentaje de varianza explicado de la serie original: 11.1% (K1)

Período 16 al 22 de Mayo de 2002

C o m p o n e n t e N - S d e c o r r i e n t e d e m a r e a

( c m / s )

-0.06

-0.04

-0.02

0.00

0.02

0.04

0.06

-100 100 300 500 700 900 1100

Figura 5.2.1.5. Resultado del análisis armónico de la serie de corrientes para el período 16-22de mayo de 2002. Se muestra como única componente significativa la onda K 1 en la

componente N-S, en concordancia con la onda de marea. La separación entre picos es de 24.8 h.

Nivel del mar para el período 31 de Mayo al 7 de Junio de 2002


-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

-20 20 60 100 140 180

Figura 5.2.1.6. Curva de marea calculada por el MIKE 21 para el período del 31 de mayo-7 de junio de 2002. Puede observarse que la componente M 2 (demidiurna de 12.4 h de período) es

importante como la componente K 1 (diurna de peródo 24.8 h). La separación entre los picos másaltos corresponde a la componente K 1.


37/93


Estimación de corrientes de marea - componente E-W

Porcentaje de varianza explicado de la serie original: 8.1% (K1, M2, M3)

Período: 31 de Mayo al 7 de Junio de 2002

C o m p o n e n t e E - W d

e c o r r i e n t e d e m a r e a ( c m / s )

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0.00

0.02

0.04

0.06

0 42 84 126 168 210 252 294 336 378 420 462 504 546 588 630 672 714 756 798 840 882 924 966

Figura 5.2.1.7. Resultado del análisis armónico de la componente E-W del registro decorrientes del período 31 de mayo al 7 de junio de 2002. Puede observarse que las componentes M 2 y K 1 son importantes del mismo modo que resultaron en la marea, para el mismo período.

Estimación de corrientes de marea - componente N-S

Porcentaje de varianza explicado de la serie original: 25.9% (K1,M2,M3)

Período: 31 de Mayo al 7 de Junio de 2002

C o m p o n e n t e N - S d e c o r r i e n t e d e m a r e a ( c m / s )

-0.04

-0.03

-0.02

-0.01

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0 42 84 126 168 210 252 294 336 378 420 462 504 546 588 630 672 714 756 798 840 882 924 966

Figura 5.2.1.8. Resultado del análisis armónico de la componente N-S del registro de corrientesdel período 31 de mayo al 7 de junio de 2002. Puede observarse que las componentes M 2 y K 1

son importantes del mismo modo que resultaron en la marea, para el mismo período.


38/93


5.2.2. Corridas de flotadores – lagrangeanas

A continuación, se sintetizan los resultados obtenidos mediante corridas de

flotadores realizadas en bahía Pisco en inmediaciones de Lobería y Tambo de

(Report on Phase II Off-Shore Site Investigation Required For Sub Sea Pipe Lpg PiscoTerminal - Camisea Project Pisco – Perú Task 1000 - Ocean Currents, marzo de

2003). La Tabla 5.2.2.1. resume las condiciones generales y características de

las corridas de Flotadores.

De la información disponible provista por las corridas de flotadores dentro de

la bahía, se puede concluir lo siguiente:

• La velocidad y dirección de la boya está altamente influenciada por el

efecto del viento.

• Por lo general la boya con veleta superficial se mueve más rápidamente

que las que tienen veleta en profundidad. En consecuencia se concluye que

las aguas superficiales se mueven más rápidamente que las profundas

(esto es compatible con las observaciones eulerianas).

• Ciertos días, dentro de la bahía, se manifiestan corrientes no asociadas al

viento. Estas corrientes provienen del Sur y entran en la bahía bordeando

la península Pejerey.

• Las boyas arrojadas cerca de la costa muestran un comportamiento más

errático comparativamente a las de aguas profundas. Por lo general, las

boyas con veletas profundas presentan una tendencia a moverse

predominantemente hacia la línea de costa.

Con el objeto de obtener mediciones fuera de la bahía para contribuir a la

calibración del modelo, se planearon y ejecutaron (Report on Phase II Off-Shore

Site Investigation Required For Sub Sea Pipe Lpg Pisco Terminal - Camisea Project

Pisco – Perú Task 1000 - Ocean Currents, marzo de 2003) 3 corridas de flotadores

en los siguientes lugares: Transecta A, Transecta B y Tambo de Mora, como

muestra la Figura 5.2.2.1. Las Figuras 5.2.2.2. a 5.2.2.4. muestran los resultados

de las corridas en forma vectorial.


39/93


Tabla 5.2.2.1. Condiciones generales y características de las corridas de flotadores. Notas: N número de lacorrida, h.ini hora inicial, h.fin hora final.

Profundidad de la veleta (metros) N DD/M M/AAh.ini –

h. fin

Viento(descrip. gral.)

Marea(descrip. gral.)

0 3 6 9 12

BH -4

06/03/2003

8.30 –15.00

Leves delW

Semidiurna Amplitud:

48 cm.

Dos corridas.Se muevenhacia NE.

Se varan encosta.

NO NO NO NO

BH -6

06/03/2003

8.30 –20.30

Leves delW por lamañana.

Regularesdel SW por

la tarde.

Semidiurna Amplitud:

55 cm.

Se muevenhacia el N.

Se muevelentamente

hacia lacosta.

NO NO NO

BH -8

12/11/2

0025.00 –17.00

Viento S por la

mañana.Viento delN por la

tarde.

Presentacaracterístic

as mixtas. Amplitud:20 / 25 cm.

Se muevehacia el

N/NW. Al final giroabrupto al E

Se muevehacia el N.

Cambiaabrup-tamentehacia S.

Se muevehacia el N.

Cambiahacia el E.

NO NO

14/11/2002

4.00 –14.00

A las12.00

comienza asoplar fuerte

viento delS. Se

levanta el flotador.


as mixtas. Amplitud:

60 cm.

Se muevehacia el W.Luego hacia

el NNE.


el N.


el NE.

NO NO

BH -10

07/03/2003

9.00 –19.00

Viento levedel W por la mañana.Regularesdel SW por

la tarde.

Semidiurna. Amplitud:

43 cm.

Se muevehacia el SE.Luego hacia

el NNE.

Se muevehacia el

SSW. Luegohacia elNNE.

Se muevehacia el

SSW. Luegohacia el ESE.

Se muevelentamentehacia el N.

NO

13/11/2002

5.00 –17.00

Calma por la mañana.

Ventoso por latarde.


as mixtas. Amplitud:64 / 25 cm.

Se muevehacia el

WNW. Giro gradualhacia SE.

Se muevehacia elWNW.

Luego haciaSSW y ESE.

Se muevehacia el

WNW. Girobrusco hacia

el SSW.

NO NO

19/11/2002

4.00 –17.00

Viento delS. Leve por la mañana, fuertes por

la tarde.


70 cm.NO NO NO

Se muevehacia el N.

Luegocambio

brusco al E yal N.

Se muevehacia el NW.

Cambiobrusco alSW y N.

BH -12

08/03/2003

6.00 –19.00

Primerashoras

vientosmuy leves

del S.Luego

leves delW/SW.


30 cm.

Se muevehacia el

NNW. Girohacia E y

ENE.

Se muevehacia elNNE.




NOTA. Los casilleros con “NO” indican que no se realizaron corridas con veletas ubicadas aesas profundidades. Se indican, además, las amplitudes de marea correspondiente a los períodosde medición. Para los lapsos con desigualdades diurnas se indican la mayor y menor amplitudregistrada.

_______________________________________


40/93


Tabla 5.2.2.1. CONTINUACIÓN. Condiciones generales y características de las corridas de flotadores.Notas: N número de la corrida, h.ini hora inicial, h.fin hora final.

Profundidad de la veleta (metros) N DD/M M/AAh.ini –h. fin

Viento(descrip. gral.)

Marea(descrip. gral.)

0 3 6 9 12

18/11/2002

4.00 –16.00

Vientosleves del

N.Preponderan

tementesemidiurna. Amplitud:

60 cm.

Predominante-mente

hacia el S.

Predominante-mente

hacia el S.

Predominante-mente

hacia el S.

NO NO

20/11/2002

4.00 –15.00

Predominantes del S.

Desigualdades diurnas. Amplitud:37 / 85 cm.

NO NO NOSe muevehacia elNNE.


BH -16

09/03/2003

5.00 –17.00

Calma por la mañana.Leves del

W por latarde.

Desigualdades diurnas.

Amplitud:44 / 26 cm.

Se muevehacia el NW,luego hacia

el N/NNE.





P- 200

10/03/2003

4.00 –17.00

Vientosleves.

Predominantes del W

/ SW.



el NNE.


el NNE.

Se muevehacia el NE.

Se muevehacia el ESE,luego hacia

el NE.


el NE.

P-500

10/03/2003

5.00 –17.00

Vientosleves.

Predominantes del W

/ SW.



el NNE.


el NE.


el NE.


el N.


el N.

NOTA. Los casilleros con “NO” indican que no se realizaron corridas con veletas ubicadas aesas profundidades. Se indican, además, las amplitudes de marea correspondiente a los períodosde medición. Para los lapsos con desigualdades diurnas se indican la mayor y menor amplitudregistrada.

_______________________________________

Los resultados en forma de diagrama de dispersión para las componentes E-W

y N-S, se presentan en las Figuras 5.2.2.5. a 5.2.2.7.

De la información disponible provista por las corridas de flotadores fuera de

la bahía, se puede concluir lo siguiente:

• Las mediciones realizadas en la transecta A (Boquerón) muestra que las

corrientes van hacia el Sur aun cuando el viento viene del sur, es decir, en

contra de la corriente.

• Las mediciones desarrolladas sobre la transecta B muestran que lascorrientes fluyen principalmente hacia el Suroeste.


41/93


• En Tambo de Mora las corrientes fluyen hacia el Sur con baja intensidad.

Estas mediciones, en profundidades entre 50 m y 60 m, indicaron velocidades

de corrientes con componentes N-S muy importantes a lo largo de unas 12 h,

aun en condiciones de viento en contra.

Por otro lado, las corrientes de marea se encontraban en una epoca de bajas

velocidades debido a la combinación de fases, desfavorable para la intensidad

de las corrientes, entre las componentes astronómicas M2 (semidiurna) y K1

(diurna).

En consecuencia, las velocidades medidas por los flotadores tienen explicaciónsolamente en la Contracorriente del Perú, por lo menos costa afuera en los

lugares de medición Transectas A y B y Tambo de Mora.

Figura 5.2.2.1. Corridas de flotadores durante marzo de 2003 con el objeto de obtener

información de corrientes para la calibración del MIKE 21. La figura cubre el dominio demodelación.


42/93


Figura 5.2.2.2. Corridas de flotadores durante marzo de 2003 para la zona de la Transecta A.

Figura 5.2.2.3. Corridas de flotadores durante marzo de 2003 para la zona de la Tambo de

Mora

Figura 5.2.2.4. Corridas de flotadores durante marzo de 2003 para la zona de la Transecta B.


43/93


Figura 5.2.2.5. Mediciones de corrientes con flotadores en la Transecta A. Diagrama dedispersión componentes E-W y N-S de las corrientes.

Figura 5.2.2.6. Mediciones de corrientes con flotadores en la Transecta B. Diagrama dedispersión componentes E-W y N-S de las corrientes.

Mediciones de corrientes con flotadores. Transecta B.

Período: 05:20-16:10, 13/03/2003



-0.40

-0.35

-0.30

-0.25

-0.20

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

-0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20 -0.15 -0.10 -0.05 0.00

Mediciones de corrientes con flotadores. Transecta A.

Período: 06:20-16:30, 12/03/2003



-0.50

-0.45

-0.40

-0.35

-0.30

-0.25

-0.20

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

-0.50 -0.45 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20 -0.15 -0.10 -0.05 0.00 0.05 0.10


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Figura 5.2.2.7. Mediciones de corrientes con flotadores en la Transecta Tambo de Mora.Diagrama de dispersión componentes E-W y N-S de las corrientes

Como estas mediciones son las únicas disponibles costa afuera, serán

utilizados para calibrar y validar las simulaciones realizadas con el MIKE 21,

dada la necesidad que el modelo tiene de ellas.

El objetivo de la calibración y validación es reproducir las corrientes

observadas, con intensidades y direcciones en el rango de los valores

esperados. Dado que las corrientes muestran valores sostenidos de dirección

en el tiempo de medición con algunas variaciones de intensidad durante ese

período (unas 12 h), se ha decidido representarlas por medio de sus valores

medios, como indica la Tabla 5.2.2.2.

Tabla 5.2.2.2. Valores medios de la velocidad durante el período de modelación, del ordende 12 h, para los sitios de corridas de flotadores en Transecta A, Transecta B y Tambo de

Mora.Valores Medios de la

VelocidadTransecta A Transecta B Tambo de Mora

Componente E-W de laVelocidad (m/s)

-0.04 -0.25 0.08

Componente N-S de laVelocidad (m/s)

-0.43 -0.22 -0.09

Vientos del S Calma y vientosdel SW

Calma y vientosdel W Notas

Las corridas fueron suspendidas antes de las 13 h de medición por condiciones adversas de tiempo y oleaje

Mediciones de corrientes con flotadores. Transecta Tambo de Mora.

Período: 05:50-16:30, 14/03/2003


C o m p o n e n t e N - S d e l a V e l o c i d a d ( m

/ s )

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

-0.15 -0.10 -0.05 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20

http://www.soc.soton.ac.uk/jrd/occam/welcome.htmlhttp://www.soc.soton.ac.uk/jrd/occam/welcome.htmlhttp://www.soc.soton.ac.uk/jrd/occam/welcome.htmlhttp://www.soc.soton.ac.uk/jrd/occam/welcome.html


45/93


Un ejemplo de corrida de flotadores para la zona de la Península de Paracas se

puede ver en la Figura 5.2.2.8.

Figura 5.2.2.8. Ejemplo de corrida de flotadores en el la zona proyectada para la Terminal Marima. Los flotadores se dirigen hacia en N con distintas profundidades de sus palas de

arrastre.

5.2.3. Modelos globales de corrientes

Dada la falta de datos de corrientes costa afuera y la necesidad del modelo de

condiciones de contorno en sus borde, fue necesario recurrir a un modelo

global de corrientes. Algunos detalles del mismo se explican a continuación.

La circulación de las aguas de Océano Pacífico Sur, adyacente a las costas

peruanas, es representada por el modelo OCCAM con un relativamente alto

grado de detalle. El Proyecto “Ocean Circulation and Climate Advanced

Modelling” (OCCAM) está siendo desarrollado por la “Natural Environment

Research Council” (NERC) de United Kindom y muchos de los resultados son

públicos y están disponibles en “Internet”.

Este proyecto involucra a investigadores de universidades e institutos

científicos de UK, estando el grupo de científicos principales en el“Southampton Oceanography Centre”. Uno de los objetivos de este proyecto


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es el desarrollo de modelos oceánicos de alta resolución para contribuir, por

un lado, al estudio de la circulación oceánica de gran escala y, por otro,

interpretar los datos del “World Ocean Circulation Experiment” (WOCE).

El modelo de alta resolución OCCAM está basado en el modelo de Bryan-Cox-

Semtner pero, a diferencia de éste, no tiene “tapa rígida” y, por lo tanto,

permite intercambios atmosféricos de masa y de cantidad de movimiento.

El modelo considera que la velocidad es cero en todos los contornos sólidos y

que los gradientes de temperatura potencial y salinidad normales a dichos

contornos (incluyendo al fondo) son también cero. En la superficie libre se

utilizan campos atmosféricos para forzar al océano. Estos incluyen tanto a los

campos de viento y de presión atmosférica, como así también, a los flujos decalor y agua a través de la superficie del mar. Sobre el lecho oceánico el

esfuerzo de fondo horizontal depende de la corriente correspondiente a la

capa de fluido adyacente al fondo.

El modelo OCCAM tiene una resolución espacial de 0.25° tanto en latitud

como en longitud y posee treinta y seis niveles en la vertical. Los espesores de

las capas varían entre 20 m cerca de la superficie hasta 255 m a la profundidadde 5500 m.

El esfuerzo del viento utilizado como forzante corresponde a interpolaciones

lineales temporales de los promedios mensuales climatológicos . Los flujos de

calor y de agua en superficie fueron calculados mediante la aplicación de

técnicas de relajación numérica sobre la capa superior del modelo.

Las salidas del modelo (componentes Norte y Este de la corriente para todos

los niveles correspondientes a cada nodo del dominio) se encuentran

disponibles en “Internet” con un discretización temporal de 15 días. Para

mayores detalles sobre el modelo y sobre cómo descargar datos, puede

accederse a:

http://www.soc.soton.ac.uk/jrd/occam/welcome.html


47/93


5.2.4. Estado actual del conocimiento

Sobre la base de las publicaciones e informes técnicos citados

precedentemente se concluye que las corrientes en la zona de estudio son

variables e inducidas principalmente por el viento, la marea y las corrientes de

contorno.

Dado que no se dispone de registros de corrientes de al menos un mes de

duración, que permitan discriminar todos los efectos de la corriente marea

mediante análisis armónico, la cuantificación de los efectos de cada uno de los

mecanismos mencionados se hace altamente dificultosa. En consecuencia, es a

priori aventurado hablar de patrones de circulación característicos para lazona en estudio en base a las mediciones disponibles. No obstante, los datos

de campo obtenidos permiten cuantificar las intensidades de corrientes

esperadas para la zona.

Cabe señalar el papel preponderante que juegan los accidentes geográficos

costeros en la zona de interés. Es de prever que la Península de Paracas

produzca un giro de las aguas tanto para corrientes predominantes del S como

así también del N. Este efecto hidrodinámico es vastamente conocido por los

oceanógrafos costeros y su interpretación es aún más compleja en presencia de

vientos variables y bajo flujos rotatorios como los producidos por la marea.

La aplicación de una herramienta objetiva como MIKE 21 produce cartas de

corrientes asociadas a forzantes específicos y, de esta manera, puede evaluarse

la preponderancia de cada uno de ellos.

Para ello, se plantearán escenarios caracterizados por forzantes mareológicos,

atmosféricos y de corrientes de contorno con el objeto de simular las corrientes

asociadas a cada uno de ellos. A los efectos de validar los resultados, las

corrientes obtenidas se compararán con las observaciones de campo

disponibles.


48/93


5.3. Vientos

Información histórica de vientos en Pisco fue introducida anteriormente.

Durante el período de mediciones de corrientes con flotadores, se midieron

vientos en Pisco, cuyas características se incluyen en las Figuras 5.3.1. a 5.3.2.

Los datos muestran que los vientos medidos tienen periodicidad del orden de

las 24 h. Es decir, repiten un comportamiento diurno, al que eventualmente se

le suman valores medios, como se observa en las figuras mencionadas

anteriormente.

Figura 5.3.1. Mediciones de viento en Pisco durante las corridas de flotadores. Componente E-W. La componente tiene una marcada periodicidad del orden de las 24 h. La velocidad media de

esta componente durante el período de medición fue de 2.3 m/s.

Dada la marcada periodicidad de los vientos medidos, se decidió investigar

espectralmente estos vientos.

Las Figuras 5.3.3. y 5.3.4. muestran la representación espectral de las

componentes de la velocidad del viento, para el período considerado. Se

puede observar claramente un aporte importante de la energía ubicado en

frecuencias algo menores de 0.05 1/h (esto es períodos algo mayores a 20 h)

Vientos en Pisco. Serie de tiempo de la componente E-W del viento.

Periodo: 6/3 al 14/3/2003, Numero de casos:N=216, Intervalo de muestreo: 1 hora

Fecha y Hora

C o

m p o n e n t e E - W d

e l V i e n t o ( m / s )

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 3 / 3 / 6 0 : 0 0

0 3 / 3 / 6 1 2 : 0 0

0 3 / 3 / 7 0 : 0 0

0 3 / 3 / 7 1 2 : 0 0

0 3 / 3 / 8 0 : 0 0

0 3 / 3 / 8 1 2 : 0 0

0 3 / 3 / 9 0 : 0 0

0 3 / 3 / 9 1 2 : 0 0

0 3 / 3 / 1 0 0 : 0 0

0 3 / 3 / 1 0 1 2 : 0 0

0 3 / 3 / 1 1 0 : 0 0

0 3 / 3 / 1 1 1 2 : 0 0

0 3 / 3 / 1 2 0 : 0 0

0 3 / 3 / 1 2 1 2 : 0 0

0 3 / 3 / 1 3 0 : 0 0

0 3 / 3 / 1 3 1 2 : 0 0

0 3 / 3 / 1 4 0 : 0 0

0 3 / 3 / 1 4 1 2 : 0 0


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Figura 5.3.2. Mediciones de viento en Pisco durante las corridas de flotadores. Componente N-S. La componente tiene una marcada periodicidad del orden de las 24 h. La velocidad media de

esta componente durante el período de medición fue de 1.8 m/s.

Figura 5.3.3. Mediciones de viento en Pisco durant

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