estudio no estacionario de clima medio de oleaje en la
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Mauricio Molina PereiraLicenciado en ciencias de la ingeniería
Diplomado en ingeniería Marítima
Estudio no estacionario declima medio de oleaje
en la costa central de Chile
Contenidos
• Introducción• El oleaje en la ingeniería marítima• La condición estacionaria• El Calentamiento Global• El Niño - Oscilación Sur (ENOS)• Influencias en el viento• Estudio de oleaje no estacionario• Resultados: Influencias en el oleaje• Pronóstico de oleaje a 25 años• Conclusiones• Recomendaciones
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Contenidos
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Introducción
Introducción
Fuente: UNICAN 2000, Elaboración propia
Caracterización
4Fuente: Holthuijsen 2007, Elaboración propia en base a UNICAN 2000
Introducción
Generación
Fuente: Stewart 2006, Holthuijsen 2007, OCEANOR 2008
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Introducción
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Introducción
Fuente: Schneider SF, Elaboración propia
Generación local
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Introducción
Fuente: Silva 2005, Elaboración propia
Clasificación
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Introducción
El oleaje en la costa
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El Oleaje en la ingeniería marítima
El Oleajeen la ingeniería marítima
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El Oleaje en la ingeniería marítima
Estadística disponible
• La estadística de oleaje fue cedida gentilmente por HydroChile
• Consta de 20 años de información de parámetros de resumen espectral
• Estadística de un modelo de hindcasting de oleaje
• Estadística de cuatro nodos
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El Oleaje en la ingeniería marítima
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La representación de la realidad
• Todo fenómeno requiere de una aproximación, que no siempre es totalmente satisfactoria
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El Oleaje en la ingeniería marítima
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El Oleaje en la ingeniería marítima
• En ingeniería marítima se supone al oleaje estacionario
– Estadística pasada es representativa de la condición futura
Vida útil de un proyecto
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La condición estacionaria
La condiciónEstacionaria
• ¿Sigue siendo válido el supuesto a la luz del Calentamiento Global?
Vida útil de un proyecto
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La condición estacionaria
• En términos estrictos, Parzen (1999) se señala que:
“…un proceso estacionario es aquel cuya distribución sigue siendo la misma con el paso del tiempo… lo cual ocurre
cuando se cumple:
E (Yt) = m, o media constante,
Var (Yt) = E (Yt- m)2=s2, o varianza constante, y
Cov (Yt; Yt-j) = Cov (Yt+m; Yt+m-j), o covarianza constante.”
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La condición estacionaria
• Una pequeña verificación de la estadística…
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La condición estacionaria
Fuente: Elaboración propia
Glaciar Viedma 1930 – 2008Argentina
Anomalía anual de la superficie de hielo en el polo norte
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El Calentamiento Global
Fuente: Green Peace 2010, NSIDC 2011
Calentamiento Global
Glaciar Uspala 1928 – 2004 Argentina Fuente: Greenpeace 2010
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• Índice mensual Global Land-Ocean Temperature Index (GLOTI)
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El Calentamiento Global
Fuente: Elaboración propia en base a NASA 2010
Temperatura del planeta
Fuente: Anónimo
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El Calentamiento Global
Efecto Invernadero
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El Calentamiento Global
Fuente: UNFCCC 2004, Trenberth 2008
Alteración del equilibrio
En abril de este año se reunió nuevamente el IPCC, por lo que próximamente se tendrán novedades
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El Calentamiento Global
Fuente: IPCC 2007
Escenarios
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El Calentamiento Global
Fuente: IPCC 2007
Escenarios
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El Niño-Oscilación Sur (ENOS)
Fuente: Avaria et al. 2004, Stewart 2006, Glantz 1998
Circulación ecuatorialEl Niño-Oscilación Sur
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El Niño-Oscilación Sur (ENOS)
Fuente: Avaria et al. 2004
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El Niño-Oscilación Sur (ENOS)
Fuente: NOAA 2010, Glantz 1998
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El Niño-Oscilación Sur (ENOS)
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El Niño-Oscilación Sur (ENOS)
Fuente: NOAA 2010
Pronósticos
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Influencias en el viento
Influencias en elViento
Fuente: Garreaud y Falvey 2008
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Influencias en el viento
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Influencias en el viento
Fuente: Avaria et al. 2004
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Explotación Ambientales Morfológicos
Mercancía
Embarcación
Maquinaria
Clima
atmosférico
Clima
marítimoTopografía
BatimetríaNivel del mar
Transporte
Accesos
Oleaje
Ondas largas
Tsunamis
Marea
astronómica
Marea
meteorológica
Corrientes
Temperatura
Presión
atmosférica
Nubosidad
Vientos
Suelos
Sedimentos
Morfodinámica
Sismos
Geotecnica
Influencias en el viento
Fuente: Winckler SF
Condicionantes de un proyecto de obras marítimas
• Considerando que:
– La estadística de oleaje no cumple los criterios para una serie estacionaria.
– El viento que genera el oleaje es influenciado por ENOS y Calentamiento Global
• Entonces:
– Se plantea el desarrollo de un estudio de oleaje que incorpore las influencias de ENOS y Calentamiento Global
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Estudio de oleaje no estacionario
Estudio de oleajeNo Estacionario
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Estudio de oleaje no estacionario
Fuente: IPCC 2007
Calentamiento Global como tendencia lineal
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Estudio de oleaje no estacionario
ENOS como ciclo irregular
• El oleaje puede ser definido según el modelo aditivo
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Estudio de oleaje no estacionario
Modelo aditivo
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Estadística disponible Condición futura
hoy
Estudio de oleaje no estacionario
Mejora en los pronósticos
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Estudio de oleaje no estacionario
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Estudio de oleaje no estacionario
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Estudio de oleaje no estacionario
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Resultados: Influencias en el oleaje
Resultados:Influencias en el oleaje
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Resultados: Influencias en el oleaje
Influencia del Calentamiento Global en el oleaje
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Selección de índice de ENOS
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Resultados: Influencias en el oleaje
Influencia de ENOS en el oleaje
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Resultados: Influencias en el oleaje
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Resultados: Influencias en el oleaje
Resumen influencias
• Dada vida útil de los proyectos, se consideran 25 años.
• Se consideran las tres fases de ENOS, en condición Niño y Niña extremos
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Pronóstico de oleaje a 25 años
Pronóstico de oleajea 25 años
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Pronóstico de oleaje a 25 años
Condición media y estacionaria
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Pronóstico de oleaje a 25 años
Variaciones por caso
Niño Extremo: SSTA Niño3.4 = 3.0
Niña Extrema: SSTA Niño3.4 = -2.5
Calentamiento Global, 25 años
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Pronóstico de oleaje a 25 años
Variaciones por escenario
25 añosNiño extremo
25 añosENOS normal
25 añosNiña extrema
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Conclusiones
Conclusiones
• El estudio de oleaje no considera las variaciones por influencias de ENOS y de calentamiento global
• Los fenómenos ENOS y Calentamiento Global influencian el oleaje de manera significativa
• En general, el Calentamiento Global induce aumento de altura y periodo y disminución de la dirección.
• En general ENOS produce disminuciones en los parámetros en la condición Niña y aumentos en la condición Niño, salvo en la altura, donde aumenta en ambo casos.
• Se esperan condiciones futuras de oleaje con aumentos de altura y periodo, pero con dirección que tiende hacia el sur
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Recomendaciones
Recomendaciones
• Continuar investigando, es un primer paso
• Utilizar estadística medida
• Utilizar información espectral
• Incorporar el análisis de estacionalidades
• Desarrollar estudio para clima extremo
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Bibliografía
Bibliografía
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Gracias por su atención
FinGracias por su atención
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