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Personal de investigación del Grupo de Hidrodinámica e Infraestructuras Costeras del Instituto de Hidráulica Ambiental de la Universidad de Cantabria (IHCantabria) ha desarrollado una metodología numérica para una caracterización más precisa del clima histórico de agitación en el interior de los puertos. Dicho estudio, titulado 'Wave dowscaling strategies for practical wave agitation studies in harbours', ha sido recientemente publicado en la revista internacional Coastal Engineering.

Según indicó Eva Romano, primera autora del estudio e investigadora predoctoral del IHCantabria, el desarrollo de las operaciones portuarias en una terminal de un puerto está condicionado por las condiciones climáticas de oleaje en el muelle. Una adecuada caracterización de la agitación portuaria resulta fundamental para la evaluación de la operatividad portuaria.

En la práctica habitual, los estudios de agitación se basan en el modelado numérico de la respuesta de agitación del puerto frente al clima de oleaje exterior. Es decir, se basan en simulaciones numéricas de propagación del clima de oleaje desde el exterior hasta el interior del puerto. Por lo tanto, la calidad de los resultados depende, por un lado, de la estrategia numérica adoptada y, por otro lado, de la precisión en la definición del clima de oleaje exterior.

El principal aspecto a destacar en este trabajo es el aumento de precisión en la estimación del clima histórico de agitación conseguido, por un lado, gracias a una caracterización de alta precisión del clima de oleaje exterior frente al puerto, mediante una representación más realista de la distribución de la energía del oleaje. Y, por otro lado, mediante una estrategia de propagación dinámica donde cada estado de mar en una serie histórica de 40 años es propagado desde aguas profundas hasta el interior del puerto, hora a hora, sin emplear técnicas de reconstrucción estadística.

En el artículo, además, se presentan diversas alternativas para la estimación de la agitación portuaria, basadas en distintos enfoques tanto para la estrategia de propagación como para la definición del oleaje exterior en el modelado de agitación, evaluando el balance entre la calidad de los resultados y el coste computacional exigido.

Todas ellas aplicadas en un escenario real, en la dársena de África (Puerto de Las Palmas), donde el clima de oleaje exterior presenta un carácter altamente multimodal, es decir, la energía del oleaje exterior procedente con una gran variabilidad de frecuencias y direcciones. El análisis presentado adquiere especial relevancia en zonas como esta, de clima multimodal, donde una caracterización adecuada del clima marítimo frente al puerto es fundamental para cualquier estudio de agitación.

La estrategia más adecuada para cada aplicación práctica

En un proceso de validación completo, en cada una de las fases y para cada una de las estrategias propuestas, se ha evaluado el nivel de precisión alcanzado, mediante la comparación de los resultados numéricos con datos instrumentales reales. En un análisis comparativo se presentan las ventajas, limitaciones, precisión y coste computacional de cada una de ellas, permitiendo identificar la estrategia más adecuada para cada aplicación práctica, dependiendo del contexto y situación.

Dicho análisis comparativo, ha permitido cuantificar las mejoras conseguidas en la caracterización de la respuesta histórica de la agitación portuaria, alcanzando una reducción en la incertidumbre de los resultados, en torno al 50%, de las predicciones de agitación obtenidas con la estrategia más precisa frente a otros enfoques comúnmente utilizados.

Estas mejoras en la caracterización de la respuesta de agitación del puerto frente al clima de oleaje exterior, pueden resultar fundamentales en análisis prácticos de operatividad portuaria donde los tiempos de inoperatividad o parada operativa se cuantifican con base en umbrales operativos asociados a valores máximos admisibles de agitación.

La metodología propuesta, en palabras de Romano, "puede conducir a una importante reducción de la incertidumbre en las aplicaciones de diseño portuario, adquiriendo especial importancia en la optimización de soluciones y diseños enfocados a maximizar la operatividad de cualquier puerto". Especial relevancia puede adquirir este análisis, también, en zonas portuarias con un clima marítimo afectado por los efectos del cambio climático, donde la respuesta de agitación puede verse afectada debido a las alteraciones de las condiciones climáticas del oleaje exterior. 

Pie de foto principal: Eva Romano, en las instalaciones del IHCantabria.