La modelación numérica constituye la principal herramienta para el diseño y evaluación de obras y procesos costeros. A través de ella, se caracteriza el comportamiento del ecosistema costero. También, se distinguen y cuantifican las respuestas que tendrá al construirse alguna obra o variarse algún proceso.
Permite diseñar la mejor y menor obra posible que cumpla con los objetivos trazados, reduzca los costos de construcción, operación y mantenimiento y minimice los impactos al ecosistema costero y a la infraestructura vecina.
Su ventaja fundamental radica en la solución de diversos problemas sin importar las dimensiones o la escala de tiempo.
Para el manejo integral costero, existen seis tipos de modelos que resultan fundamentales en la implementación de cualquier proyecto:
Circulación Costera
Se establecen las condiciones hidrodinámicas (velocidades y elevaciones) de la zona del proyecto, incorporando los efectos de mareas, vientos, presión ambiental, diferencias de densidad debido a salinidad y temperatura, oleaje, turbulencia e inundación y desecación. Entre los modelos numéricos utilizados se cuentan: D-FLOW y ADCIRC.
Oleaje
Se determinan las características del oleaje incidente en la zona del proyecto, calculando la propagación no estacionaria del oleaje de cresta corta sobre un fondo irregular, considerando la acción del viento; la disipación de energía debido a la fricción del fondo; la generación de rompientes; refracción debido a la batimetría, niveles de agua y campos de velocidades y la propagación direccional del oleaje. Modelos numéricos utilizados: D-WAVE, SWAN, STWAVE, RCPWAVE.
Calidad de agua
Se estudian los ciclos biogeoquímicos, algas, dinámica de patógenos, estudios de transporte de sólidos suspendidos y de algunas sustancias tóxicas como metales. Este tipo de modelo es acoplado a un modelo hidrodinámico para tomar en cuenta los procesos de advección y difusión, así como los efectos debidos a la estratificación. Modelos numéricos utilizados: ELCOM-CAEDYM, DELFLOW-DELWAQ, RMA2-RMA4.
Hidrología
Se analiza la respuesta hidrológica de una cuenca o de cualquier cuerpo de agua, dados ciertos parámetros hidrometeorológicos, entre los que destacan: precipitación espacial y temporalmente variable, la intercepción de la precipitación, infiltración, evapotranspiración, enrutamiento de sedimento superficial, contabilidad de humedad del suelo, flujo de agua subterránea, transporte de sedimentos y el transporte dentro de la corriente de agua. Modelos utilizados: HEC-RAS, WMS, GSSHA.
Evolución de la línea de costa
Se determinan los cambios en la línea de costa provocados por el transporte de sedimentos y su interacción con estructuras costeras presentes o proyectadas. Es una forma muy eficiente de evaluar el desempeño de obras costeras y anticiparse a los los cambios morfológicos que provocarán en la costa. Modelos numéricos utilizados: DSAS, GENESIS, MOR, RMAP.
Ciclones tropicales
Se analiza el comportamiento de la zona del proyecto ante el embate de ciclones tropicales, determinando de manera particular campos de intrusión de oleaje, zonas de vulnerabilidad a inundación, así como los cambios en la morfología de la playa. Modelos numéricos utilizados: D-FLOW, D-WAVE.
Percolación
Se modela el movimiento del agua dentro del suelo para obtener los niveles del agua superficial y los vectores de velocidades del agua subterránea, en secciones transversales . Permite establecer el nivel de influencia de un cuerpo de agua sobre uno o varios reservorios adyacentes. Modelos numéricos utilizados: SEEP-W
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