Modelos matemáticos aplicados a estudios con trazadores de la dinámica de aguas costeras de la ciudad de Montevideo, Uruguay
Palabras clave:
modelos matemáticos, trazadores, efecto de escala, cinética fractal, difusión anómala, capacidad de autodepuraciónResumen
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.
Métricas
Descargas
Referencias
(2) Plata Bedmar A, Sua?rez Antola R y otros. Circulacio?n y renovacio?n del agua en la Bahi?a de Montevideo. Informe te?cnico URU/8/007 N1, OIEA,Viena, 1992.
(3) Plata Bedmar A, Sua?rez Antola R y otros. Estudio de la Contaminacio?n Costera de la zona de Montevideo mediante Te?cnicas de trazadores. Informe te?cnico URU/8/007 N2, OIEA,Viena, 1993.
(4) Sua?rez Antola R, Crossignani L y otros. Estudio experimental mediante trazadores de los contaminantes vertidos por la Bahi?a de Montevideo en las playas del Este de la ciudad. Anales del XXIV Congreso Interamericano de Ingenieri?a Sanitaria y Ambiental, Buenos Aires, 1994.
(5) Sua?rez Antola R, Malek A y otros. Los para?metros de la dispersio?n en las aguas costeras del Departamento de Montevideo. Parte 1. Fundamentos y descripcio?n de la te?cnica experimental. Informe Te?cnico URU/8/009 N1, Montevideo, 1995.
(6) Sua?rez Antola R. Fluorescent tracers, scale effects and applications of fractal geometry in the coastal waters of Ri?o de la Plata. Presentacio?n sobre Avances en Tecnologi?a de Trazadores, Centro Nuclear de Saclay, CEA, Saclay, 1999.
(7) Vianna Bandeira J, Goudin?o Pinto C y otros. Study of the environmental quality of the Bay of Montevideo, Informe Te?cnico URU/8/009 N2, Viena, 1998.
(8) Suarez Antola R y Luchinni L. Informe final sobre la determinacio?n del T90 en las aguas costeras de la regio?n de Punta Lobos. Informe te?cnico para la Intendencia Municipal de Montevideo, 2001.
(9) Edens J. Some applications of radioisotopes in coastal pollution control. OIEA Peaceful Uses of Atomic Energy, 14, Viena, 1972.
(10) Sua?rez A?ntola R. Water renewal in Montevideo’s Bay: a two compartments model for tritium kinetics, Proceedings of the International Nuclear Atlantic Conference, Recife, Brasil, 2013.
(11) Verotta, D. Fractional kinetics compartments models. En Capri, A. (Ed.) Progress in Molecular and Environmental Engineering. INTECH, Rijeka, 2011.
(12) Pereira, L. Fractal pharmacokinetics. Computational and Mathematical Methods in Medicine. 2010; 11(2): 161-184.
(13) Sua?rez A?ntola R. Water Renewal in Montevideo’s Bay II: A Compartmental Fractional Model for Tritium Kinetics. International Conference on Applications of Radiation
Science and Technology, Viena, 2017.
(14) Sua?rez A?ntola R. Water renewal in Montevideo’s Bay: A three compartments model for tritium kinetics. Enviado a Nukleonika para su publicacio?n, 2017.
(15) Nihoul J. Modelling of marine systems. Elsevier, Amsterdam, 1975.
(16) Abramowitz M y Stegun, I. Handbook of Mathematical Functions. National Bureau of Stan- dards, Washington DC, 1964.
(17) Fischer H. On the tensor form of the bulk dispersio?n coefficient in a bounded skewed shear flow. J. Geophys. Res. 1978; 83 (1): 2373-2375.
(18) Sua?rez A?ntola R. Algunos modelos anali?ticos de diagno?stico para procesos de transporte en estuarios y aguas costeras, DINATEN, Montevideo, 2001.
(19) Tchobanoglous G y Burton F. Metcalf & Eddy Wastwater engineering. Mc-Graw
Hill, Nueva York, 1991.
(20) Sua?rez A?ntola R. A mathematical model for the design and interpretation of experiments intended to measure the T90 in estuarine coastal waters, Proceedings of the 4th International Conference on Tracers and Tracer Applications. CEA, Autrans, 2006.
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
El/los autores autorizan a la Revista de la Sociedad Científica del Paraguay a publicar y difundir el articulo del cual son autores, por los medios que considere apropiado.