Oxigenación y corrientes marinas: Cuando el problema viene de otro lado
Compartimos columna de Mauricio Molina ,ingeniero civil oceánico y consultor en ingeniería marítima quien enfatiza que en un sistema tan dinámico como lo es particularmente los fiordos y canales del sur austral de Chile, la hidrodinámica juega un rol relevante en el transporte (advección) y dispersión de diferentes propiedades de la columna de agua, entre ellas la oxigenación.
Una característica especial del estudio del oxígeno en el agua es que interviene lo químico, lo biológico y lo físico, cada cual con su aporte singular y significativo. Salinidad, materia orgánica y nutrientes son factores químicos que interactúan con fitoplancton, bacterias y salmones, los representantes biológicos. Estas, son en general las variables que más seguido se consideran en el estudio de la oxigenación, pero cómo se mueve el agua también es un factor relevante en la ecuación.
Agua en movimiento
En un escenario de cuerpo de agua cerrado los aportes de nutrientes y materia orgánica juegan un rol fundamental en la disponibilidad de oxígeno del sistema. Pero en sectores en los que el agua se mueve de manera horizontal en promedio entre 1 a 2 kilómetros por hora (en torno a 0.5 a 1 nudo), este escenario se complejiza al requerir una definición más precisa del área de influencia que involucra el análisis. Si a lo anterior le agregamos que la disponibilidad de oxígeno de un lugar va a depender también de los aportes de las masas de agua frías y profundas que vienen del oceáno (upwelling) y de los aportes de agua dulce provenientes de los ríos, uno puede concluir que la hidrodinámica tiene también un factor preponderante. En la determinación de los niveles de oxígeno de un cuerpo de agua.
Así, a la advección, que describe el transporte de una sustancia por el movimiento del fluido, se suma a la dispersión, que describe como la sustancia se extiende en el fluido debido a diferencias de velocidad de masas de agua. Ambos factores son relevantes para entender cómo varía la oxigenación en el tiempo y el espacio, y su comportamiento depende en gran medida de las corrientes de marea.
Y es que justamente, esa costa desmembrada de nuestro sur austral que genera las aguas abrigadas que necesita la acuicultura, es también la que provoca las corrientes que se generan cuando la marea intenta desplazarse de norte a sur a través de ella. Allí, la atracción gravitacional de la luna y el sol movilizan las masas de agua que provoca mayores intensidades de corriente en una nueva y luna llena, y menos intensas en creciente y menguante. Todo lo anterior, puede representarse a través de la modelación numérica.
Herramientas para describir las corrientes
El explosivo incremento de la capacidad computacional hacen posible hoy la implementación de modelos numéricos del tipo CFD (computational fluid dynamics) cuya potencia en la descripción del comportamiento de los fluidos ha permitido pasar de las escalas planetarias y oceánicas a evaluaciones de escala local, como un fiordo o un canal. Estos modelos permiten no solo ver los patrones de circulación general, sino que, al mismo tiempo, pueden simular también los efectos de sombra que produce en las corrientes la presencia de los mismos centros de cultivo. Y si esto es bueno, lo es también el hecho de que también hay mediciones de corrientes disponibles para calibrar estos modelos.
Corrientes marinas en bahía Chinquio Puerto Montt. Créditos:
Al alero de la resolución 1821 de la SUBPESCA, actualmente cada centro debe contar con mediciones de a lo menos 1 mes de extensión, con observaciones cada 10 minutos en capas verticales de 2 metros que se extienden desde cerca de la superficie hasta cerca de 50 metros de profundidad. Dichas mediciones son vitales para lograr buenos resultados del proceso de modelación, sobre todo cuando hay varias observaciones repartidas en un mismo cuerpo de agua, como lo es un canal o un fiordo. Y, aun cuando en general las mediciones de los centros cercanos no son simultáneas, allí aparece como una tremenda oportunidad la posibilidad de coordinar mediciones de corriente, con el propósito de establecer un modelo numérico validado de las corrientes de un sector.
Oxigenación del sistema
Lograr reproducir de manera fidedigna las corrientes de un lugar, no solo beneficia la implementación de herramientas de análisis y pronósticos asociados al oxígeno en el agua, permite también abordar los desafíos asociados a las floraciones algales nocivas (FAN), a la determinación adecuada de los eventos extremos de corrientes para el diseño de los sistemas de fondeo de las estructuras de cultivo y a la identificación de ventanas operativas como los baños terapéuticos, entre otros.
Cuando logras conocer bien los movimientos de un sistema, puedes evaluar escenarios, simular evolución de un caso conocido, puedes anticipar un comportamiento futuro o bien puedes entender un fenómeno del pasado. En cada caso, es la información que necesitas para la toma de decisión y con ello, reducir la incertidumbre que se enfrenta a trabajar en el medio marino.
Así, la búsqueda de soluciones relativas a los niveles de oxígeno del agua nos lleva, no solo a desarrollar de mejor manera el trabajo interdisciplinario entre biología, química y física, nos lleva también a fortalecer el trabajo conjunto entre los departamentos de medio ambiente con el de producción y el de fondeos, y, en una escala mayor, a la colaboración entre empresas de un mismo barrio, oxigenando de paso, todo el trabajo de la industria salmonicultora.
Una característica especial del estudio del oxígeno en el agua es que interviene lo químico, lo biológico y lo físico, cada cual con su aporte singular y significativo. Salinidad, materia orgánica y nutrientes son factores químicos que interactúan con fitoplancton, bacterias y salmones, los representantes biológicos. Estas, son en general las variables que más seguido se consideran en el estudio de la oxigenación, pero cómo se mueve el agua también es un factor relevante en la ecuación.
En un escenario de cuerpo de agua cerrado los aportes de nutrientes y materia orgánica juegan un rol fundamental en la disponibilidad de oxígeno del sistema. Pero en sectores en los que el agua se mueve de manera horizontal en promedio entre 1 a 2 kilómetros por hora (en torno a 0.5 a 1 nudo), este escenario se complejiza al requerir una definición más precisa del área de influencia que involucra el análisis. Si a lo anterior le agregamos que la disponibilidad de oxígeno de un lugar va a depender también de los aportes de las masas de agua frías y profundas que vienen del oceáno (upwelling) y de los aportes de agua dulce provenientes de los ríos, uno puede concluir que la hidrodinámica tiene también un factor preponderante. En la determinación de los niveles de oxígeno de un cuerpo de agua.
Así, a la advección, que describe el transporte de una sustancia por el movimiento del fluido, se suma a la dispersión, que describe como la sustancia se extiende en el fluido debido a diferencias de velocidad de masas de agua. Ambos factores son relevantes para entender cómo varía la oxigenación en el tiempo y el espacio, y su comportamiento depende en gran medida de las corrientes de marea.
Y es que justamente, esa costa desmembrada de nuestro sur austral que genera las aguas abrigadas que necesita la acuicultura, es también la que provoca las corrientes que se generan cuando la marea intenta desplazarse de norte a sur a través de ella. Allí, la atracción gravitacional de la luna y el sol movilizan las masas de agua que provoca mayores intensidades de corriente en una nueva y luna llena, y menos intensas en creciente y menguante. Todo lo anterior, puede representarse a través de la modelación numérica.
OXZO1200x200
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Herramientas para describir las corrientes
El explosivo incremento de la capacidad computacional hacen posible hoy la implementación de modelos numéricos del tipo CFD (computational fluid dynamics) cuya potencia en la descripción del comportamiento de los fluidos ha permitido pasar de las escalas planetarias y oceánicas a evaluaciones de escala local, como un fiordo o un canal. Estos modelos permiten no solo ver los patrones de circulación general, sino que, al mismo tiempo, pueden simular también los efectos de sombra que produce en las corrientes la presencia de los mismos centros de cultivo. Y si esto es bueno, lo es también el hecho de que también hay mediciones de corrientes disponibles para calibrar estos modelos.
Corrientes marinas en bahía Chinquio Puerto Montt. Créditos:
Al alero de la resolución 1821 de la SUBPESCA, actualmente cada centro debe contar con mediciones de a lo menos 1 mes de extensión, con observaciones cada 10 minutos en capas verticales de 2 metros que se extienden desde cerca de la superficie hasta cerca de 50 metros de profundidad. Dichas mediciones son vitales para lograr buenos resultados del proceso de modelación, sobre todo cuando hay varias observaciones repartidas en un mismo cuerpo de agua, como lo es un canal o un fiordo. Y, aun cuando en general las mediciones de los centros cercanos no son simultáneas, allí aparece como una tremenda oportunidad la posibilidad de coordinar mediciones de corriente, con el propósito de establecer un modelo numérico validado de las corrientes de un sector.
Oxigenación del sistema
Lograr reproducir de manera fidedigna las corrientes de un lugar, no solo beneficia la implementación de herramientas de análisis y pronósticos asociados al oxígeno en el agua, permite también abordar los desafíos asociados a las floraciones algales nocivas (FAN), a la determinación adecuada de los eventos extremos de corrientes para el diseño de los sistemas de fondeo de las estructuras de cultivo y a la identificación de ventanas operativas como los baños terapéuticos, entre otros.
Cuando logras conocer bien los movimientos de un sistema, puedes evaluar escenarios, simular evolución de un caso conocido, puedes anticipar un comportamiento futuro o bien puedes entender un fenómeno del pasado. En cada caso, es la información que necesitas para la toma de decisión y con ello, reducir la incertidumbre que se enfrenta a trabajar en el medio marino.
Así, la búsqueda de soluciones relativas a los niveles de oxígeno del agua nos lleva, no solo a desarrollar de mejor manera el trabajo interdisciplinario entre biología, química y física, nos lleva también a fortalecer el trabajo conjunto entre los departamentos de medio ambiente con el de producción y el de fondeos, y, en una escala mayor, a la colaboración entre empresas de un mismo barrio, oxigenando de paso, todo el trabajo de la industria salmonicultora.