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Campaña de campo para el
diseño de un puerto en el municipio de Necoclí-Antioquia.
Francisco Borrero, Sebastián Lopera-Tabares, Yaribed Romero-Alfonso & Oscar Villa-Castaño Facultad de Minas, Universidad Nacional de Colombia, Medellín, Colombia.
1. Descripción del problema/oportunidad
El golfo de Urabá se ha convertido en un punto estratégico para el desarrollo portuario del país, es una zona con sismicidad intermedia, vientos débiles (escala de Beaufort) y micro-mareas, condiciones donde las embarcaciones están fuera de peligro. Además, su localización permitirá acortar distancias y reducir los tiempos de desplazamiento y costos de transporte para importar y exportar.
En el sector de Buenavista, al norte de la cabecera municipal de Necoclí, se va construir un puerto multipropósito, ver figura 1, el puerto estará habilitado para recibir barcos cargueros de la categoría “postpanamax” con 300 metros de eslora (longitud), 40 metros de manga (ancho) y 15,5 m de calado, con proyección hasta de 20 m.
Figura 1. Puerto Darién
Por lo anterior, se propone una campaña de campo con el objetivo de conocer las condiciones y dinámica del oleaje, suelo, batimétricas, climáticas y operativas de la zona; para posteriormente de realizar un diseño seguro y funcional para dicho puerto.
Además, es gran importancia reconocer los impactos que esta obra generará en el ecosistema; erosión del lecho marino, cambio en el flujo de sedimentos, corrientes marinas y olas, e impacto en la vida marina.
2. Descripción general de la zona de estudio
Necoclí es un municipio ubicado en el golfo de Urabá perteneciente al departamento de Antioquia. Limita al norte con el municipio de San Juan de Urabá, al sur con el municipio de Turbo, al este con Arboletes y al oeste con el Mar Caribe. [1] Ver figura 2.
Figura 2 Localización general de la zona costera del municipio de Necoclí [2]
Necoclí tiene una longitud de playa de 95 km, que va desde el corregimiento de Totumo, hasta Zapata, la cabecera municipal tiene una altitud media de 8 m.s.n.m y temperatura media de 28° C. [1]
La línea de costa tramo Turbo – Necoclí, es una costa alta labrada en rocas terciarias donde predomina las areniscas y lutitas; los escarpes en la línea de costa o en el límite de la playa, indican un proceso de erosión intermitente. La construcción de espolones, con la recuperación de playas, entre el Totumo, casco Urbano, San Sebastián y Zapata, son la evidencia de la existencia de un transporte significativo, que viene desde la costa Caribe, incrementada por los aportes de sedimentos de los ríos Necoclí, Caimán Nuevo, Caimán Viejo, Bobal y otras corrientes menores.
En el tramo Necoclí – Ensenada de Río Negro, la línea de costa es homogénea y sin accidentes pronunciados en una extensión de 12 kilómetros. En el extremo norte de esta zona, la ensenada de Rionegro ha sido formada por dos espigas, la más exterior con una longitud de dos kilómetros y la cual tiene dirección S-E, por efecto de la refracción del oleaje en punta arenas del norte; una segunda espiga, más corta que tiene dirección NE, presenta sedimentación y sigue siendo activa. Las dos espigas tienen playa de amplitud variable y la sedimentación en la boca de la ensenada y en frente de ella amenaza en convertirla en un marjal. [3]
Posee una terraza marina de topografía plana, alcanza hasta 6 km y se encuentra formada por depósitos de arenas finas a gruesas, arcillas y arcillas arenosas de ancho y espesor entre los 3,10 y 70 m que favorecen la infiltración de las aguas lluvias y marinas y su almacenamiento como agua subterránea o acuíferos. [1]
Al golfo de Urabá desemboca el río Atrato con un caudal medio de 2740 m^3 /s y una descarga de sedimentos de 30.8K ton/día.
La región de Urabá a la que pertenece Necoclí La circulación de los vientos en la zona de estudio está afectada por la localización de la ZCIT, la cual varía su ubicación a lo largo del año, haciendo que cambien las condiciones de los vientos (Universidad de Antioquia, 1997). En general, la circulación de los vientos está definida por los vientos alisios del noreste (INVEMAR,2003), entre los meses de enero y marzo con valores promedios diarios entre 3.3 m/s y 3.8 m/s, mientras que para el período de lluvias, de mayo a noviembre, los vientos dominantes vienen del sur con velocidades medias diarias inferiores a 2.2 m/s. [3] El régimen pluviométrico en la región se encuentra entre 1500-1800 mm anuales, presenta los menores valores de precipitación en Antioquia. El golfo de Urabá presenta un régimen micro- mareal, con amplitudes que no superan los 40 cm. El mareógrafo más cercano a la zona de estudio está localizado en la estación San Cristóbal, ubicada en Panamá en 9.35° N y 79.9° W. [3]
3. Identificación y descripción de cada una de las variables propuestas a medir y estudiar.
Para el diseño del puerto se estudiarán las siguientes variables:
Oleaje: se define como las oscilaciones de la elevación de la superficie del mar generadas por el viento y que no tienen nada que ver con los otros fenómenos ondulatorios oceánicos, como las mareas, las ondas internas, etc. El oleaje se encarga de la morfología y la dinámica de la playa, de este depende la forma de la playa. De esta variable se quiere conocer la altura de ola significante, profundidad, período, dirección, fuerza y energía de las olas.
Onda larga: asociado a la agrupación del oleaje. Cada agrupación de oleaje al llegar a la costa transmite una energía diferente dependiendo de la altura de las olas, velocidad, etc. Como resultado de esto el nivel medio de la superficie libre varía constantemente. Esta variable será estudiada con el objetivo de conocer su comportamiento (grupos) y evitar problemas de agitación en las bocanas de entrada y problemas de resonancia en las dársenas interiores del puerto.
Además, se cuenta con los datos de la Boya Oleaje Turbo (altura, periodo y dirección de las olas), localizada a latitud: 8, longitud: -76,95 que prestó servicio hasta noviembre de 2018.
El municipio de Turbo también cuenta con una estación meteorológica, ubicada a latitud: 8,08° y longitud: -76,74°, actualmente funcionando.
También se cuenta con dos estaciones mareográficas, una de ellas ubicada en el municipio de turbo y la otra en Sapzurro, las dos se encuentran actualmente en funcionamiento. Ver anexos 1.
Por parte de la NOAA se tienen imágenes satelitales del océano Atlántico, particularmente del mar Caribe donde se ubica el golfo (ver figura 5). De igual
manera la NOAA ofrece por medio de satélites datos acerca de parámetros meteorológicos y mareograficos como corrientes, viento, precipitación, entre otros.
Figura 5. Mar caribe desde el satélite [6]
- Propuesta de equipos y especificaciones.
Tabla 1. Equipos y especificaciones
Variable Equipo Especificación Cantidad Muestreo Oleaje
ADCP Nortek AWAC 1000 kHz
2
Uno costero (>1000 khz) para oleaje con capacidad para muestrear a una frecuencia de 2Hz, uno profundo (<600 khz) para corrientes marinas, máximo 30 metros de profundidad para la instalación y recuperación por medio de buzos. Cada uno a 17 min por hora, con su respectiva frecuencia.
Marea
Corrientes
Viento Estación Meteorológica
Hobo U30 NRC 1 Medición cada 5 minutos durante toda la campaña
Sedimentos Trampa de sedimentos KC Denmark
1 3 mediciones al día en 3 diferentes frentes de la costa
Topografía Estación total Topcon 1 Levantamiento topográfico detallado de la zona de cargue y descarque. Ecosonda Lowrance Elite- 7|
1 Barco a una velocidad máxima 3km/h, cubriendo una longitud de 21 km
Geotecnia Equipo de perforación
MI3 1 En el área correspondiente a la ubicación del puerto a una distancia de 20 metros una de otra.
Computadores 3 Procesamiento de datos
Figura 6. Awac. Medidor de marea de corrientes y oleaje [4]
Figura 7 Ecosonda Lowrance Elite 7 [4]
Figura 8 Hobo U30 NRC. Estación meteorológica [4]
Figura 9. Estación total topográfica. [4]
Figura 10. Equipo de perforación MI3. [4]
Figura 11. Trampa para sedimentos [4]
● Accidente, enfermedad de alguno de los
involucrados en la campaña sea ingeniero,
operario, transportador.
● Problemas de orden público en la zona que
puede interrumpir las actividades del
cronograma.
● Catástrofes naturales tales como terremoto,
tsunami, incendio que por seguridad es
necesario interrumpir las labores.
● Puede suceder que estando en la zona alguno
de los equipos esté descargado, le falten
accesorios como cables, repuestos, batería.
● El transporte por tierra y mar puede tener
percances lo cual afectaría directamente los
tiempos del cronograma de actividades.
8. Cronograma de actividades
En total se propone realizar 3 campañas en el mismo año teniendo en cuenta el ciclo anual promedio en Colombia que es ciclo bimodal en Colombia. [8] Por lo tanto se realizará una campaña en Julio (época seca) , una en Agosto (transición) y otra en Octubre ( época lluviosa) para poder tomar datos con las diferentes condiciones de temporada para Colombia y así obtener las diferentes variables ya mencionadas, poder calibrar y verificar un modelo digital que sirva para entender el comportamiento del mar y la costa en Necoclí y brindar toda la información necesaria para la construcción del puerto. A continuación se muestra el cronograma a realizar las campañas:
Tabla 5. cronograma de actividades
Día Actividades
1
- 10 am Salida de la terminal
- 12:00 am Llegada al lugar de hospedaje
- 1:00pm Verificación de la llegada de equipos
- 1:30 pm Preparación e instalación de equipos
- 4:00 pm Finalización instalación de equipos por el día
2
- 7:00 am Continuación de la instalación de equipos
- 4:00 pm Finalización de instalación de equipos
3
- 8:00am Medición de batimetría y toma de muestra de las perforaciones
- 2:00 pm Elaboración de informes
4
- 8:00am Medición de estación meteorológica y Awac
- 9:00 am Obtención de sedimentos
- 1:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
- 2:00 pm Elaboración de informes
- 4:00 pm Obtención de sedimentos
- 5:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
5
- 8:00am Medición de estación meteorológica y Awac
- 9:00 am Obtención de sedimentos
- 10:00 am Inmersión de verificación de estado de equipos
- 1:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
- 2:00 pm Elaboración de informes
- 4:00 pm Obtención de sedimentos
- 5:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
6
- 8:00am Medición de estación meteorológica y Awac
- 9:00 am Obtención de sedimentos
- 1:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
- 2:00 pm Elaboración de informes
- 4:00 pm Obtención de sedimentos
- 5:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
7
- 8:00am Medición de estación meteorológica y Awac
- 9:00 am Obtención de sedimentos
- 1:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
- 2:00 pm Elaboración de informes
- 4:00 pm Obtención de sedimentos
- 5:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
8
- 8:00am Medición de estación meteorológica y Awac
- 9:00 am Obtención de sedimentos
- 10:00 am Inmersión de verificación de estado de equipos
- 1:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
- 2:00 pm Elaboración de informes
- 4:00 pm Obtención de sedimentos
- 5:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
9
- 8:00am Medición de estación meteorológica y Awac
- 9:00 am Obtención de sedimentos
- 1:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
- 2:00 pm Elaboración de informes
- 4:00 pm Obtención de sedimentos
- 5:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
10
- 8:00am Medición de estación meteorológica y Awac
- 9:00 am Obtención de sedimentos
- 1:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
- 2:00 pm Elaboración de informes
- 4:00 pm Obtención de sedimentos
- 5:00pm Medición de estación meteorológica y Awac
11
- 8:00am Recuperación y limpieza de equipos
- 5:00 pm Finalización de jornada
12
- 8:00am Recuperación y limpieza de equipos
- 5:00 pm Preparación de equipos para envío
13 - -^ 1:00 pm Elaboración de informes5:00 pm Salida del aeropuerto
ANEXOS
Boyas de oleaje: ● Nombre Boya: Boya Oleaje Turbo Altura máxima: Fecha: 9/11/2018 3:22 a. m. Valor: 1,00m Altura media: Fecha: 9/11/2018 3:22 a. m. Valor: 0,60m Altura baja: Fecha: 9/11/2018 3:22 a. m. Valor: 0,40m Periodo máximo: Fecha: 9/11/2018 3:22 a. m. Valor: 6,50s Periodo medio: Fecha: 9/11/2018 3:22 a. m. Valor: 5,50s Periodo bajo: Fecha: 9/11/2018 3:22 a. m. Valor: 4,00s Dirección media: Fecha: 9/11/2018 3:22 a. m. Valor: 15,00° Temperatura agua: Fecha: 9/11/2018 3:22 a. m. Valor: 29,00°C
Estaciones metereologicas: ● Nombre Estación: Turbo Humedad Relativa: Fecha: 2019-01-29 11:00 Valor: 72% Temperatura del Aire: Fecha: 2019-01-29 11:00 Valor: 28°C Temperatura del Aire Máxima: Fecha: 2019-01-29 10:50 Valor: 28.1°C Temperatura del Aire Mínima: Fecha: 2019-01-29 10:21 Valor: 27.7°C Dirección del Viento: Fecha:2019-01-29 11:10 Valor: 345° Velocidad del Viento: Fecha: 2019-01-29 11:10 Valor: 7.7m/s Radiación Global: Fecha: 2019-01-29 11:00 Valor: 245W/m Precipitación Acumulada: Fecha: 2019-01-29 11:10 Valor: 0mm Presión Barométrica: Fecha: 2019-01-29 11:00 Valor: 1011.4hPa
● Nombre Estación: Sapzurro Latitud: 8,66° Longitud: -77,36° Estado de la estación: Funcionando
Humedad Relativa: Fecha: 2019-01-29 11:00 Valor: 83%
Temperatura del Aire: Fecha: 2019-01-29 11:00 Valor: 27.3°C
Temperatura del Aire Máxima: Fecha: 2019-01-29 10:21 Valor: 27.5°C
Temperatura del Aire Mínima: Fecha: 2019-01-29 10:11 Valor: 27.2°C
Dirección del Viento: Fecha:2019-01-29 11:30 Valor: 23°
Velocidad del Viento: Fecha: 2019-01-29 11:30 Valor: 7.9m/s
Velocidad del Viento Máxima: Fecha: 2019-01-29 11:00 Valor: 10.1m/s
Dirección Viento Máxima: Fecha: 2019-01-29 11:00 Valor: 346°
Radiación Global: Fecha: Valor: W/m
Precipitación Acumulada: Fecha: 2019-01-29 11:30 Valor: 0mm
Presión Barométrica: Fecha: 2019-01-29 11:00 Valor: 1012.8hPa
Estación mareográfica:
● Nombre Estación: Turbo Mareografica Latitud: 8,07° Longitud:-76,73° Estado de la estación: Funcionando
Nivel del mar RLS: Fecha: 2019-01-29 11:10 Valor: 1.85m
Nivel del mar CBS: Fecha: 2019-01-29 11:10 Valor: 1.81m
● Nombre Estación: Sapzurro Latitud: 8,66° Longitud:-77,36° Estado de la estación: Funcionando
