Determinación numérica del área de derrames de petróleo en cuerpos de agua

Resumen

Se presenta un nuevo modelo de predicción de la evolución de derrames de petróleo basado en la solución numérica de las ecuaciones de transporte y conservación de masa, que permite estimar el área, la geometría y trayectoria de un derrame de petróleo. El modelo propuesto es capaz de considerar los cambios de los principales parámetros de modelación, tales como condiciones hidrodinámicas y meteorológicas, condiciones batimétricas, procesos físicos de transformación del petróleo, variación de las propiedades del petróleo y área inicial del derrame. Se planteó un método para la estimación de la evolución del área oscura de la mancha, el cual se basa en la sumatoria de áreas que ocupa el petróleo en la malla computacional y en una cierta concentración límite normalizada. Para la implementación numérica del modelo, las ecuaciones se discretizaron, utilizando el método de volumen finito y la resolución de las ecuaciones por medio del método SIMPLEST incluido en el código PHOENICS. El procedimiento empleado para definir las condiciones de simulación de derrames de petróleo dio lugar a un buen ajuste con los datos experimentales generados y presentados por Lehr et al. (1984a, 1984b) en la zona oscura del derrame tanto en su fase de crecimiento como en su fase de decaimiento. La ventaja principal que presenta este modelo con respecto a la simplicidad de los modelos de escurrimiento es que se puede predecir no sólo la magnitud del área del derrame en el tiempo, sino que se puede determinar la trayectoria y geometría de la mancha de petróleo, la cual puede estar afectada por obstáculos naturales asociados con la batimetría de la zona donde ocurra el derrame, las instalaciones marítimas presentes, las barreras de flujo artificiales que puedan imponerse intencionalmente para impedir el escurrimiento del derrame, y el cambio de las condiciones meteorológicas e hidrodinámicas.