Modelado numérico de la deriva y envejecimiento de los hidrocarburos vertidos al maraplicación operacional en la lucha contra las mareas negras

Resumo

Uno de los principales problemas que afectan al medio marino son los repetidos episodios de contaminación por hidrocarburos. A los grandes derrames provocados por petroleros accidentados hay que sumarle un volumen anual prácticamente idéntico, debido a vertidos operacionales, residuales o derivados del creciente uso de los combustibles fósiles. En el caso de las mareas negras, las consecuencias socio-económicas son terribles para las regiones afectadas. Pero por otro lado, la contaminación de tipo crónica acaba causando daños prácticamente irrecuperables en el ecosistema marino y en los recursos costeros. Como respuesta a la inquietud de una sociedad cada vez más sensibilizada con los problemas medioambientales, en la presente Tesis se plantea el desarrollo de herramientas numéricas de previsión que sirvan de apoyo a la gestión de crisis por contaminación marina. En primer lugar, se analizan las principales fuentes de contaminación por hidrocarburos en el mar, así como sus principales consecuencias socio-económicas y medioambientales. Por otra parte, se describen las herramientas disponibles de prevención y previsión, apoyo fundamental en la toma de decisiones durante la gestión de una crisis similar. Existen dos marcos diferentes en los cuales pueden desarrollarse este tipo de herramientas: los Planes de Contingencias y la Oceanografía Operacional. Seguidamente, se revisa el estado actual del conocimiento sobre el conjunto de procesos físico-químicos que afectan a los hidrocarburos derramados en el mar. El objetivo es evaluar los principales procesos de transporte y degradación de los hidrocarburos en el medio marino, en vistas a implementar las formulaciones necesarias en una herramienta numérica de previsión. Los hidrocarburos derramados en el mar se separan en diferentes fases: evaporada, disuelta, dispersada y flotante. Para cada una de estas fases se distinguen, por un lado los principales forzamientos del transporte a tener en cuenta en el modelado hidrodinámico y de transporte; y por otro lado, los procesos físico-químicos que modifican las propiedades del contaminante definidas en el modelo de degradación. Así, los modelos se acoplan introduciendo la evolución de la reología del contaminante y la transferencia de masa entre las distintas fases.Finalmente, se implementa el modelado a varios casos prácticos, a dos escalas de resolución distintas. Para ello, se utilizan dos aproximaciones distintas para el modelado del transporte: el enfoque euleriano para escalas pequeñas y el enfoque lagrangiano, para escalas regionales. Los procesos de transporte y envejecimiento serán mejor o peor reproducidos en el modelado en función de la escala y del enfoque utilizados.