Vulnerabilidad por vertido. Un tema de trayectorias fileUniversitat Politècnica de Catalunya...

Universitat Politècnica de Catalunya

Vulnerabilidad por vertido. Un tema de trayectorias

Dr. Manuel EspinoJefe del área de Oceanografía Costera

Laboratorio de Ingeniería Marítima


Vertidos desde embarcaciones


Vertidos desde tierra


Vertidos de Hidrocarburos


Vertidos en el interior de recintos portuarios


Consecuencias de los vertidos

Deterioro de la calidad del agua


Concepto de riesgo aplicado al deterioro de la calidad del Concepto de riesgo aplicado al deterioro de la calidad del agua en ámbitos costeros y portuarios:agua en ámbitos costeros y portuarios:

1.1. Caracterización de los Caracterización de los vertidos contaminantesvertidos contaminantes

2.2. Cálculo del riesgoCálculo del riesgo

((GrangerGranger et al. 1999)et al. 1999)

((FloodsiteFloodsite, 2006), 2006)

Riesgo = Probabilidad · ConsecuenciaRiesgo = Probabilidad · Consecuencia

Análisis y evaluación del riesgo


Riesgo = Probabilidad · ConsecuenciaRiesgo = Probabilidad · Consecuencia

Vulnerabilidad = Susceptibilidad · ValorVulnerabilidad = Susceptibilidad · Valor

Consecuencia = Exposición · VulnerabilidadConsecuencia = Exposición · Vulnerabilidad

““Probabilidad de Probabilidad de ocurrencia de un vertido ocurrencia de un vertido determinado”determinado”

““Grado del impacto sobre Grado del impacto sobre la masa de agua la masa de agua dependiendo del tipo de dependiendo del tipo de vertido”vertido”

““Potencialidad de la Potencialidad de la masa de agua a ser masa de agua a ser afectado”afectado”

Metodología de análisis y evaluación del riesgo


1. Identificación y caracterización de los posibles vertidos:1. Identificación y caracterización de los posibles vertidos:

Aplicación al Puerto de Barcelona (I)


Aplicación al Puerto de Barcelona (II)2. Asignación de la probabilidad de vertido2. Asignación de la probabilidad de vertido

La probabilidad de ocurrencia del vertido contaminante La probabilidad de ocurrencia del vertido contaminante es independiente de la situación es independiente de la situación meteometeo--oceanográfica oceanográfica


Aplicación al Puerto de Barcelona (III)

3. Determinación del grado de exposición3. Determinación del grado de exposición

Tabla 6.7, factor de Tabla 6.7, factor de peligrosidad peligrosidad

(ROM 5.1(ROM 5.1--05, 05, Calidad de aguas Calidad de aguas litorales en litorales en ambientes ambientes portuarios)portuarios)


Aplicación al Puerto de Barcelona (IV)


4. Determinación de la vulnerabilidad:4. Determinación de la vulnerabilidad:

Aplicación al Puerto de Barcelona (V)

Caracterización Caracterización hidrodinámica:hidrodinámica:

Caracterización de la Caracterización de la renovación: renovación:

Distribuciones espaciales de los Tiempos de Residencia


Caracterización hidrodinámica (I)

Field data campaign

23/11 30/11 07/12 14/12-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

Data

In

goin

g flo

w (m

3 /s)

O

utgo

ing

flow

(m3 /s

)

South mouth flowNorth mouth flow

Campaña invierno 2003 Circulación NE-SW


27.7 27.8 27.9 28 28.1−16

−14

−12

−10

−8

−6

−4

−2

0

σt (6/11/03)

Dep

th (

m)

WQ−6WQ−5WQ−4WQ−3

27.7 27.8 27.9 28 28.1−16

−14

−12

−10

−8

−6

−4

−2

0

σt (11/11/03)

Dep

th (

m)

27.7 27.8 27.9 28 28.1−16

−14

−12

−10

−8

−6

−4

−2

0

σt (23/12/03)

Dep

th (

m)

16/11 23/11 30/11 07/12 14/12 21/12-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

Sea

leve

l (cm

)

Sea level gauge

SL-1DOP-1

• Puerto micromareal

• Circulación barotrópica

Caracterización hidrodinámica (II)


CorrienteCorriente Superficial Superficial CorrienteCorriente en el en el fondofondo

Modelado numérico de los camposModelado numérico de los campos de velocidades (viento del SW)de velocidades (viento del SW)

Caracterización hidrodinámica (III)


Caracterización de la renovación (I)

( ) ( )TOTALVTr t f

Q t= ⋅

1. Tiempo de residencia (formulación conservativa)

f: factor de reflujo (f=1÷1.5)

Q (t): flujo saliente:

23/11 30/11 07/12 14/120

100

200

300

400

500

Time

m3 /s

outgoing flow


16/11 23/11 30/11 07/12 14/12 21/12-1

0

1Stick plot of shallowest layer

16/11 23/11 30/11 07/12 14/12 21/120

10

20

cm/s

Velocity of shallowest layer

16/11 23/11 30/11 07/12 14/12 21/120

200

Deg

rees

Wind directions

16/11 23/11 30/11 07/12 14/12 21/120

5

10

m/s

Wind intensity

16/11 23/11 30/11 07/12 14/12 21/120

5

10

Time

Day

s

Residence time

mean

mean

mean

Caracterización de la renovación (II)

• Intercambio por viento Regimen A Regimen B


• Comportamiento con una sola bocana:

Caracterización de la renovación (III)Pe

rfil

de

velo

cida

des

en la

bo

cana

Perf

ilde

de

nsid

ades

en e

l ca

nal c

entr

al

4,7 daysTwo mouths

5,8 daysOne mouth

Residence time

Circulación Estuarina

Comparación de tiempos de residencia

Inner harbour


Caracterización de la renovación (IV)

• Intercambio por marea

2(%) exp 100P t f

V PWR⎛ ⎞− ⋅ ⋅⎜ ⎟⋅ +⎝ ⎠= ⋅

Método del prisma de marea

0 10 20 30 40 50 60 700

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Number of tide cycles

% In

itial

Wat

er V

olum

e re

mai

ning

Without return flow factorWith return flow factor

Tr ≈ 20 días


2. 2. ModelizaciónModelización numérica (modelos numérica (modelos lagrangianoslagrangianos))

( )2

2i ji j

C C Cu K Ct x x

∂ ∂ ∂+ =

∂ ∂ ∂

Advección Advección

((RungeRunge--KuttaKutta, 4th , 4th orderorder))

DifusiónDifusión

((RandomRandom--WalkWalk algorithmalgorithm))

Caracterización de la renovación (V)


Obtención de Tiempos de residencia locales:Obtención de Tiempos de residencia locales:

Sólo AdvecciónSólo Advección Advección + DifusiónAdvección + Difusión

Caracterización de la renovación (VI)


Mapa de vulnerabilidadMapa de vulnerabilidadMapa de probabilidadesMapa de probabilidadesMapa de exposiciónMapa de exposición

Tiempos de residenciaTiempos de residencia

Aplicación al Puerto de Barcelona (VI)5. Aplicación de la fórmula del riesgo:5. Aplicación de la fórmula del riesgo:


Mapa de riesgos para el puerto de Mapa de riesgos para el puerto de BarcelonaBarcelona

(Condiciones (Condiciones meteometeo--oceanográficas de oceanográficas de invierno)invierno)

Aplicación al Puerto de Barcelona (VI)


SISTEMA OPERACIONAL EN TIEMPO PRESENTE (Ej. Predicción del riesgSISTEMA OPERACIONAL EN TIEMPO PRESENTE (Ej. Predicción del riesgo a 36 o a 36 –– 72 horas)72 horas)

Sistema de gestión ambiental costera y portuariaSistema de gestión ambiental costera y portuaria


De que disponemos HOY

Información de corrientes de los sistemas ESEOO:

ESEOAT

ESEOCAN

ESEOMED

Pronóstico a 72h Actualización diariahttp://www.eseoo.org


¿Es suficiente la información ESEOO para las escalascosteras y Portuarias?Información de corrientes de los sistemas ESEOO:

Puntos ESEOMED

¡¡¡ Información disponible no adecuada para nuestros objetivos !!!


La Solución: “Downscaling”Downscaling dinámico de la información regional de ESEOO a la

local requerida por las AAPPEscala Local

(Sistema ModeladoPortuario)

Escala Regional(Productos ESEOO)5 Km

30m

Aplicación “Shelf”SHE-1Km

Aplicación “Costera”CST-200m

Aplicación “Portuaria”PRT-30m


El Sistema propuestoAplicación Mediterránea (AAPP Barcelona + Tarragona)

Escala Regional (ESEOMED, 5km)

SHE_CAT (1Km)

ForzamientoAtmosférico: HNR-INM (4Km - T+36h)

ForzamientoAtmosférico: ONR-INM (16Km - T+72h)

CST_BCN (200m)

CST_TRG (200m)

PRT_BCN (30m)

PRT_TRG (30m)


Aplicaciones BCN + TRGSistema AP Barcelona

ESEOMED ESEOMED --> SHE_CAT > SHE_CAT --> CST_BCN > CST_BCN --> PRT_BCN> PRT_BCN

ROMS SYMPHONIE


Implementación Operacional

Sistema AAPP Barcelona + Tarragona

Modelos SYMPHONIE + ROMS compilados/ testados en HYDRA (PdE)

ESEOMED ESEOMED --> SHE_CAT > SHE_CAT --> CST_BCN > CST_BCN --> PRT_BCN> PRT_BCN--> CST_TRG > CST_TRG --> PRT_TRG> PRT_TRG

SHE_CAT

CST_TRGCST_BAR

HNR-INM ESEOMED

PRT_BAR PRT_TRG

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