CON HERRAMIENTAS MATEMÁTICAS ESTUDIAN LOS EFECTOS DE HURACANES
Boletín de Prensa 068
22 de octubre 2015
*Experto del Cinvestav Unidad Mérida aplica modelos numéricos para analizar patrones de circulación de corrientes y oleaje en costas tras paso del meteoro
Un huracán promedio puede liberar tanta energía en forma de calor que resulta difícil visualizarla sólo con referencia a cifras: unos 600 billones de watts, equivalentes a 200 veces la capacidad de generación eléctrica mundial. De modo que, cuando alguno de ellos llega a zonas costeras pobladas, sus devastadores efectos se hacen evidentes.
Si se trata de un huracán de categoría 5 como el Wilma --el más intenso que se ha registrado en la cuenca del Atlántico, ocurrido en 2005-- su impacto es aún más notorio en el tiempo y el espacio. Para conocer mejor la dinámica de estos fenómenos, un grupo de científicos del Cinvestav aplica modelos numéricos a fin de analizar los patrones de circulación de las corrientes marinas y el oleaje asociados con ellos.
El grupo de especialistas es liderado por Ismael Mariño Tapia, del Departamento de Recursos del Mar del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Mérida, quien ha utilizado estos modelos para evaluar las secuelas del paso del huracán Wilma en zonas costeras al norte de Quintana Roo, como Cancún y Puerto Morelos.
“Encontramos que durante el huracán Wilma había dos tipos de olas; unas largas que venían de lejos desde el Caribe y otras cortas, con dirección distinta. Esta combinación hizo un mar muy caótico y produjo una erosión costera desproporcionada en Cancún”, explica el investigador. En este puerto no existen arrecifes que protejan a la playa, la cual está expuesta.
En Puerto Morelos, en cambio, debido a la amplia presencia del arrecife de coral se observó que la playa no fue erosionada sino al contrario: en este caso incluso hubo ganancia de arena. “Con los estudios de modelación numérica que realizamos nos dimos cuenta que, efectivamente, el huracán Wilma acarreó arena desde Cancún hacia el sur, que fue donde finalmente se depositó”, refiere Mariño Tapia.
Estos resultados confirmaron que los arrecifes brindan un servicio ambiental vital en la protección de las playas: “no es sólo la estructura en sí misma, se requiere que esos organismos estén sanos, pues gracias a ellos el oleaje se disipa más fácilmente debido a su rugosidad”, señala el investigador del Laboratorio de Oceanografía Física.
Para estos estudios, los investigadores combinan los modelos numéricos con mediciones de campo apoyadas en diversos instrumentos como boyas, perfiladores acústicos Doppler (registran el movimiento de aguas y mareas en un punto) y equipos topográficos y batimétricos para explorar la configuración del fondo marino.
Los modelos numéricos dividen a la zona de estudio en cuadrículas dentro de un plano en dos dimensiones. Los puntos dentro de la cuadrícula son representados mediante ecuaciones que describen el movimiento de las corrientes; de esta forma, al integrar los datos de las mediciones es posible predecir cómo se moverán según las fuerzas que interactúan con ellas.
Los modelos matemáticos también permiten calcular flujos como el transporte de sedimentos marinos, que no es fácil medir. Asimismo, el experto del Cinvestav-Mérida junto con un grupo de colaboradores del Instituto de Ingeniería y la Facultad de Ciencias de la UNAM comparó el uso de dos modelos de análisis en Puerto Morelos: uno que considera la difracción y refracción de las olas y otro que no las toma en cuenta.
La difracción se da cuando un frente de onda encuentra un obstáculo que altera su dirección de propagación, mientras que la refracción ocurre cuando la onda enfrenta cambios de profundidad, lo que altera su velocidad y dirección de propagación. Estos procesos son usuales en las zonas de arrecifes.
Encontraron que si bien ambos modelos reprodujeron bien los patrones de circulación previamente reportados para el huracán, el que tomó en cuenta la difracción y refracción logró describir con más precisión las condiciones de flujo de las corrientes alrededor de las crestas de los arrecifes.
Este tipo de modelaciones --que ya se realizan en otros países como Estados Unidos-- podrían efectuarse en tiempo “real” durante el paso de un huracán para aportar más información sobre su efecto en la costa: “igual que se predice el patrón de vientos y temperatura en tierra, podría anticiparse el comportamiento de las olas y las corrientes marinas”, señala Mariño Tapia.