Acotamiento para boyas virtuales

Idealmente, el espectro direccional del oleaje refractado estimado por el método inverso se debe comparar con un espectro del oleaje medido en Playa Miramar. Desafortunadamente, no se han llevado a cabo mediciones sistemáticas del oleaje para el sitio de estudio y no es posible efectuar tal comparación. Una alternativa es comparar los intervalos de frecuencias y las direcciones en aguas someras encontradas en este trabajo, con las correspondientes a las obtenidas por boyas virtuales. Así entonces, la información del oleaje analizada en esta sección se obtuvo de las boyas virtuales (Buoyweather) distribuidas a lo largo de la costa de Tamaulipas. Estas boyas proporcionan parámetros del oleaje que son el resultado del modelo numérico WAVEWATCH-III, el cual proporciona por ejemplo, período y dirección del máximo espectral del oleaje (Tabla 4). Se utilizaron los primeros dos años de los datos de tres boyas virtuales (BV 14-16) cercanas a Playa Miramar (Figura 5). Del 1 de febrero de 1997 al 31 de diciembre de 1998, tal modelo genero aproximadamente 5600 datos cada tres horas, en las tres boyas virtuales de interés. El análisis de la información del oleaje (período y dirección del oleaje) para estas tres boyas es mostrado en la Figura 35 a través de las rosas del oleaje. El rango del período del máximo espectral en las tres boyas varía entre 2.6 s y 10.3 s (en frecuencias de la ola (0.097 Hz - 0.380 Hz), aproximadamente, con un valor de la

mediana de 5.6 s en la boya virtual 14 y en las boyas 15 y 16 es de 5.7 s. Mientras que las direcciones del oleaje se encuentran en el rango aproximado de 0-174°.

Figura 35. Rosas del oleaje en las boyas virtuales (Buoyweather) ubicadas en la costa de Tamaulipas (Boya virtual 14-16), para los parámetros de dirección (°) y

período del oleaje (T).

En la Figura 35 se ilustra las rosas del oleaje para los parámetros de dirección y período de la ola. En ella se observa que las direcciones predominantes provienen del Este-Sureste, Este (Boya virtual 14) y Este (Boya virtual 15 y 16). De acuerdo con la información estadística obtenida de las tres boyas virtuales cercanas a Playa Miramar, el oleaje con mayor frecuencia de ocurrencia 55% (Boya virtual 14) y 34% (Boya virtual 15 y 16) proviene del rango direccional 79° - 124° y 79° - 101°, respectivamente. Estas direcciones se encuentran dentro del intervalo direccional encontrado en este trabajo (Figura 26). Los valores de los períodos máximos, mediana, promedio, así como también los intervalos de las frecuencias y direcciones obtenidos de las tres boyas virtuales cercanas a Playa Miramar son indicados en la Tabla 10.

Tabla 10. Parámetros del oleaje obtenidos de las boyas virtuales (Buoyweather) cercanas a Playa Miramar.

Buoyweather Frecuencia (Hz) Dirección (°) Máximo (s) Mediana (s) Promedio (s) BV-14 0.097-0.380 0-174 10.3 5.6 5.6 BV-15 0.098-0.370 0-146 10.2 5.7 5.7 BV-16 0.098-0.370 0-146 10.2 5.7 5.7

Para realizar la comparación mencionada, se eligieron los intervalos de frecuencia y de direcciones proporcionados por la Boya virtual 14 dado que es la boya más cercana al punto de medición. Por ejemplo, para las condiciones de viento promedio

= 6.2 ms-1, los espectros direccionales del oleaje obtenidos por el método inverso

son mostrados en las Figuras 36 y 37, utilizando los intervalos de frecuencias y de direcciones proporcionados por la boya virtual 14. En las Figuras 36 y 37 se muestran que la máxima energía del oleaje 0.0040 y 0.0132 m2/Hz estimada por el método inverso es la misma a la observada en las Figuras 27 y 28 puesto que son los mismos espectros direccionales del oleaje. Esta se localiza en el período de máximo espectral 5.1 s y 4.9 s, y ésta máxima energía del oleaje arriba en las direcciones de 129.5° y 130° en la playa.

Lo importante a resaltar es el intervalo de direcciones en aguas someras (0° - 174°) y el intervalo de frecuencias (0.097 Hz - 0.380 Hz) de las boyas virtuales en comparación con los encontrados en este trabajo, esto es, de 15° a 130° para las direcciones en Playa Miramar y de 0.033 Hz a 0.273 Hz para las frecuencias utilizadas. La razón por la cual no se muestran direcciones menores a 15° en la función inversa de dirección (Figura 26) se debe a la diferente posición geográfica entre la ubicación de la BV-14 (Figura 5) y el punto elegido para iniciar la refracción inversa (Figura 23), implicando que la morfología de la línea de costa, un tanto curvada hacia el río Carrizal, protege a Playa Miramar de tales direcciones.

Figura 36. Direcciones y frecuencias obtenidas de las boyas virtuales (Buoyweather) cercanas a Playa Miramar (los contornos representan la densidad espectral del oleaje en m2/Hz) para el espectro en frecuencia de Pierson-Moskowitz con un

valor de la mediana de la rapidez del viento de 6.2 ms-1 (42002A). Los puntos color magenta indican la zona de sombra.

Figura 37. Direcciones y frecuencias obtenidas de las boyas virtuales (Buoyweather) cercanas a Playa Miramar (los contornos representan la densidad espectral del oleaje en m2/Hz) para el espectro en frecuencia de JONSWAP con un valor de

la mediana de la rapidez del viento de 6.2 ms-1 (42002A). Los puntos color magenta indican la zona de sombra.

En cuanto al intervalo de frecuencias que se reporta en las boyas virtuales (Tabla 10), se resalta que los máximos en energía espectral calculados para frecuencias bajas en los espectros direccionales del oleaje, para las condiciones del viento referidas como frente frío y tormenta (Figuras 31-34), se perderían al considerar las frecuencias de las boyas. Lo anterior nuevamente enfatiza la necesidad de contar con mediciones sistemáticas y continuas de los parámetros del oleaje en Playa Miramar, a fin de eliminar cualquier incertidumbre respecto al intervalo de direcciones y frecuencias de las olas que arriban a este sitio.

Por otra parte, se debe tener en mente que tanto los intervalos de frecuencia utilizados en el presente trabajo y los intervalos de frecuencia correspondientes que se reportan para las boyas virtuales no resultan de mediciones del oleaje, es decir, son parámetros de entrada que se requieren en modelos numéricos del oleaje. Tales intervalos los elije el usuario del modelo y los valores particulares de las frecuencias en estos intervalos se mantienen fijos durante toda la ejecución de dichos modelos.

5.4.5. Sumario.

Se calculó el espectro direccional del oleaje en un punto fijo en Playa Miramar para las condiciones de calma, frente frío y tormenta, a partir de la función inversa de dirección y de los espectros en frecuencia en aguas profundas. Para esto se realizó un programa de cómputo desarrollado en MATLAB con vistas a conocer las direcciones con mayor energía que arriban al sitio de interés para el intervalo de frecuencia y dirección, considerado.

Se realizó un análisis de las estadísticas del oleaje (período y dirección) obtenidas de las boyas virtuales (Buoyweather) cercanas a Playa Miramar. Estas boyas son el resultado de un modelo numérico WAVEWATCH-III, el cual proporciona información del oleaje, para una cierta latitud y longitud dada. Se determinó que las direcciones predominantes provienen del Este-Sureste (Boya virtual 14) y Este (Boya virtual 15 y 16). Además se caracterizó el espectro direccional del oleaje refractado en Playa

Miramar a partir del intervalo de frecuencias y direcciones definido a partir de los datos proporcionados por las boyas virtuales.