Estudio de condiciones meteo-oceánicas para la optimizacion de las operaciones marítimas en el terminal de Punta Chungo, Chile
El año pasado, BENTOS la empresa líder de América Latina en exploración marina encargó a MetOcean Solutions un estudio de las condiciones meteorológicas y oceanográficas en Punta Chungo (Chile). Punta Chungo es el terminal marítimo de la mina Los Pelambres, desde donde se exportan 364.000 Ton / año de concentrado de cobre producidos en la mina a los mercados internacionales. Punta Chungo se encuentra en la costa central de Chile y como tal, es afectada por el viento y el oleaje del océano Pacífico.
El Dr. Séverin Thiébaut, oceanógrafo de MetOcean Solutions a cargo del proyecto, indica que la caracterización de las condiciones meteo-oceanográfica normales y extremas son cruciales para optimizar la operatividad marina y la seguridad portuaria. “Además, señala que este tipo de estudios identifican peligros potenciales y documenta aspectos importantes de las condiciones ambientales y tendencias a largo plazo que pueden requerir mayor atención en Punta Chungo”.
La implementación del modelo de oleaje fue dirigida por el Dr. Henrique Rapizo, experto en olas en MetOcean, quien explica que se estableció un modelo Hindcast (retrospectivo) de oleaje con diferentes mallas anidadas de más de 20 años. “Esto, nos permite replicar el clima de oleaje de Punta Chungo tanto en condiciones habituales como extremas” aclara Dr. Rapizo.
“Nuestro enfoque considera los detalles de la línea de costa y la batimetría en el área obteniendo así una malla con una resolución de aproximadamente 50 m para resolver características batimétricas a pequeña escala entre cada punto de interés ".
Para el trabajo se utilizó el modelo de oleaje Simulating WAves Nearshore (SWAN). Se aplicó un enfoque de anidación dinámica de 4 niveles para reducir el tamaño del espectro de oleaje desde el modelo global WaveWatchIII a los puntos de interés cercanos a la costa. El modelo fue forzado por los campos de viento del Climate Forecast System Reanalysis (CFSR) y los componentes de las mareas de la Oregon State University Tidal Inverse Solution (OTIS).
En consenso con el cliente, nuestro equipo eligió cuatro sitios a lo largo del muelle, donde se llevaron a cabo análisis anuales y mensuales de vientos y olas para extraer estadísticas ambientales y de olas extremas. Esto nos permitió evaluar la operatividad, estadísticas meteorológicas extremas y la tendencia a largo plazo de tormentas o marejadas. “En base a un criterio co-temporal, presentamos estadísticas de operatividad anual y mensual para Punta Chungo”, explica Séverin. “Por ejemplo, pudimos definir el mes con mayor/ menor operatividad; duración de horas operativas consecutivas; y número de eventos operativos. “También se analizaron estadísticas oceanográficas extremas para cada ubicación. La estimación de la probabilidad y la intensidad de eventos extremos a largo plazo es una consideración clave en el diseño de la infraestructura marina, pero también respalda la seguridad operativa y ayuda a evitar costos de infraestructura innecesarios”.
Figura 1 - Los resultados indican una disminución en la intensidad y frecuencia de los vientos (izquierda), mientras que se observa un aumento de la intensidad y frecuencia de la Hs de las tormentas (derecha).
Además, se generó un análisis anual de la frecuencia y severidad de las tormentas desde 2000 al 2019 en base a la velocidad del viento, altura significativa y el período de pico (Figura 1). Para esto se aplicó un método estándar de “picos por encima de los umbrales” (Peaks Over Thresholds - POT) para la detección de picos de tormenta, utilizando el nivel de excedencia del percentil 95 como umbral y un mínimo de 24 horas entre cada pico. La tendencia de la intensidad de altura significante y velocidad de viento durante tormentas se ilustra en las dos primeras figuras, mientras que la última figura (Figura 2) muestra la tendencia en la frecuencia de las tormentas.
Figura 2 - Un ejemplo de serie de tiempo de picos de tormenta (por encima del percentil) 95 basado basados en velocidad del viento en alta mar (rojo) y en altura de ola significativa (azul).