Modelos matemáticos aplicados a estudios con trazadores de la dinámica de aguas costeras de la ciudad de Montevideo, Uruguay

Resumen

Con el propósito de suministrar un marco de referencia adecuado para el desarrollo de los modelos matemáticos que son el objetivo principal de esta investigación, en la primera parte de este artículo, se resumen los trabajos de campo llevados a cabo en las aguas costeras del Río de la Plata en la región de Montevideo y en la Bahía de Montevideo, entre 1991 y 2001. Se comienza por los resultados de un estudio de la dinámica y renovación del agua en la bahía de Montevideo que involucró el empleo de trazadores radioactivos y fluorescentes para marcar el agua en el interior de la bahía. Durante ese estudio, la detección de una señal radioactividad artificial debida al tritio a 15 km al este de la boca de la bahía, condujo a conjeturar la existencia de un proceso de difusión de rompientes en la franja de aguas costeras adyacentes, situadas al este de dicha boca. Para distinguir entre los aportes del emisor sub-acuático de Punta Brava y los aportes de la bahía se realizaron estudios de la influencia de la bahía sobre las aguas costeras en simultáneo con un estudio de la dinámica de la pluma de descarga del emisor sub-acuático. Durante estos trabajos se descubrió un efecto de trampa significativo en la playa Pocitos. Se investigó este efecto empleando trazadores fluorescentes para simular un evento localizado de contaminación. A continuación, se efectuó un estudio de dinámica de sedimentos en la bahía de Montevideo y en las aguas costeras adyacentes, empleando trazadores radioactivos. Además se obtuvo información relacionada con procesos de dragado empleando sondas de densidad. Se determinó la capacidad de autodepuración de las aguas costeras en la región de Punta Lobos, donde se ha previsto ubicar el segundo emisor sub-acuático de la ciudad de Montevideo, empleando un método de doble trazador. En la segunda parte del artículo se revisan y discuten los modelos matemáticos (modelos analíticos) construidos y utilizados para diseñar y para interpretar los resultados de los trabajos de campo resumidos en la primera parte. Se comienza por los modelos de compartimentos construidos para una caracterización paramétrica de la cinética de renovación del agua en la bahía de Montevideo, incluyendo un modelo clásico de dos compartimentos y un modelo reciente de tres compartimentos basado en una cinética fractal. Se resumen los modelos matemáticos utilizados en los trabajos de campo en aguas costeras, ya sea con fines de pronóstico para protección radiológica y diseño de experimentos, ya sea con fines de diagnóstico para la caracterización paramétrica de los procesos de transporte a partir de los resultados experimentales. Se revisa el modelo matemático construido para la determinación del T90 en las aguas costeras vecinas a Punta Lobos.