Martes, 10 Abril 2012 16:01

Derrames de hidrocarburos

IH Cantabria desarrolla metodologías y modelos numéricos para su aplicación en la lucha contra la contaminación por hidrocarburos en el medio marino, tanto en la respuesta operacional como en la planificación ante un derrame. Los desarrollos científicos en este campo han dado lugar a la participación en diversos proyectos de investigación, como el proyecto ESEOO (www.eseoo.org) “Establecimiento de un sistema español de oceanografía operacional” (VEM2003-C14-03), en el que IH Cantabria desarrolló el sistema operacional de predicción y transporte de hidrocarburos TESEO. Actualmente, se está trabajando en dos proyectos de investigación relacionados con este tema: proyecto PLVMA (TRA2011-28900, Plan Nacional, 2012-2014) y proyecto SPRES (INTERREG Área Atlántica, 2012-2014).

Entre las líneas de investigación de IH Cantabria en este campo, se puede destacar el modelado numérico del transporte y degradación de hidrocarburos, la aplicación de modelos estocásticos para la predicción y retroanálisis (backtracking) de trayectorias, la aplicación de técnicas híbridas de downscaling (estadístico y dinámico) para el desarrollo de sistemas operacionales de alta resolución, la predicción operacional y probabilística de la evolución de un vertido en el mar a medio-largo plazo y el desarrollo de metodologías para evaluar el riesgo de contaminación ante un derrame.

IH Cantabria is developing innovative research to unravel the functioning of estuaries over short and long temporal scales. To achieve this aim we are testing the ability of numerical models to reproduce a series of test cases dealing with both hydrodynamics and morphodynamics. With respect to hydrodynamics we are currently assessing the validity of different "wet and dry" schemes, and the morphological implications of using depth-averaged or 3D algorithms also in the presence of vegetation (in collaboration with Ghen University, Belgium). With respect to morphodynamics we are reproducing laboratory experiments of tidal channel development under controlled conditions. Once hydro- and morphodynamics have been validated we will explore bio-geomorphic interactions and the effect of climate change on the long-term evolution of estuarine systems.

Martes, 10 Abril 2012 16:01

Oceanografía operacional

IH Cantabria lleva años investigando con el objetivo de avanzar en el desarrollo de técnicas para su aplicación en oceanografía operacional. En concreto, la investigación que se lleva a cabo en IH Cantabria se orienta al desarrollo de modelado numérico de alta resolución tanto temporal como espacial y en el análisis de datos oceanográficos. Para ello, se investiga, entre otros temas, sobre técnicas de anidamiento y acoplamiento de modelos, condiciones de contorno y técnicas de refinamiento (downscaling) tanto dinámico como estadístico.

Uno de los resultados de la investigación en este campo es el sistema OPROMS desarrollado con financiación del Plan Nacional (Proyecto ESEEO) y del Gobierno de Cantabria.

En los últimos años, el ámbito de trabajo del ingeniero de costas se está ampliando hacia la plataforma continental e incluso hacia profundidades off-shore. El aumento de interés en explorar las posibilidades de las energías renovables marinas, ha motivado el creciente número de estudios para evaluar el recurso (viento, oleaje, corriente), así como para el estudio de las condiciones climáticas (atmosféricas y marinas) en instalaciones como los parques eólicos marinos. Además, cada vez más frecuentemente, los estudios realizados en el litoral necesitan basarse en datos históricos que permitan una aproximación estadística al problema planteado. Por ejemplo, la evaluación del riesgo en la costa ante el cambio climático, requiere el desarrollo de metodologías y técnicas para la elaboración de bases de datos numéricas de alta resolución temporal y espacial del clima marítimo pasado y futuro.

Por todo ello, una de las líneas de investigación de IH Cantabria es el desarrollo de metodologías para la generación, calibración y validación de bases de datos de onda larga (marea astronómica, marea meteorológica, ondas internas) y el desarrollo de herramientas matemático –estadísticas para la predicción a corto y medio plazo de dinámicas de onda larga en la plataforma costera.

Esta línea de investigación recoge las experiencias del IHCantabria en la evaluación de la fiabilidad de infraestructuras de defensa contra las inundaciones fluviales y costeras.

Los recientes trabajos desarrollados por el Instituto dentro de este campo, en colaboración con HRWallinford, tienen como objetivo la consecución de un modelo integral capaz de analizar los riesgos y consecuencias de la inundación frente a diferentes formas de fallo de este tipo de infraestructuras.

Martes, 10 Abril 2012 16:00

Emisarios submarinos

La investigación del IHCantabria en este campo viene avalada por la realización de más de 30 proyectos de investigación financiados en convocatorias públicas y por diferentes organismos, instituciones y empresas nacionales e internacionales, entre las que cabe destacar el Ministerio de Medio Ambiente, Confederaciones Hidrográficas o el Banco Mundial, entre otras. El Instituto ha participado en el diseño de emisarios submarinos de gran diámetro en el norte de España y en otras zonas como las Islas Canarias, la costa portuguesa, Argentina, Uruguay o Azerbayan.  

Entre las áreas fundamentales en las que se centra la investigación del IH cabe señalar el modelado de la dilución inicial; el diseño hidráulico y ambiental de difusores; el desarrollo de herramientas y metodologías para el estudio de la dispersión y sedimentación de sustancias en el campo lejano; el análisis del clima marítimo y de las acciones del oleaje o el diseño de protecciones submarinas.

Otra línea de investigación prioritaria del IH en este campo es la constituida por el seguimiento del comportamiento ambiental de los emisarios submarinos, para lo que se cuenta con instrumentos y personal especializado.

Martes, 10 Abril 2012 16:00

Ecohidráulica fluvial

La Eco-Hidráulica es un campo de conocimiento que está creciendo rápidamente debido a la necesidad de comprender mejor las interrelaciones entre las dinámicas de los procesos físicos de los ecosistemas acuáticos y las modificaciones observadas en el hábitat y en las respuestas biológicas de los organismos.

La amplia experiencia del IH Cantabria en el conocimiento de los procesos hidrodinámicos y morfodinámicos de los sistemas acuáticos, constituye el punto de partida de esta línea prioritaria investigación que busca la relación de los mismos con los procesos ecológicos y los patrones de biodiversidad que se dan en nuestros ríos.

La Eco-Hidráulica constituye, a su vez, una herramienta fundamental para la estimación de las consecuencias que las actuaciones en el medio fluvial (obras hidráulicas, vertidos, explotación de recursos hídricos, etc.), tienen sobre su estado ecológico y para la definición de proyectos de restauración de ecosistemas acuáticos.

Martes, 10 Abril 2012 16:00

Caudales ecológicos

La investigación del IHCantabria en el campo de los caudales ecológicos se sustenta en la realización de una serie continuada de proyectos, desde el año 2002, entre los que cabe destacar los dos financiados por el Ministerio de Ciencia e Innovación que se indican a continuación:

  • Desarrollo de una metodología integradora para la estimación de caudales ecológicos operativos a nivel de cuenca (CGL2006-10282), 2006-2009
  • Estudio de los aspectos clave para la determinación de caudales ecológicos en estuarios (CGL-2009-10620), 2010-2012.

Fruto de estos trabajos ha sido el desarrollo de diversas herramientas y metodologías integrales, que han sido aplicadas y contrastadas en diversas cuencas hidrológicas en nuestro país.

Aspectos diferenciales del trabajo del IH en este campo, son la creación de modelos de cálculo hidráulico de caudales en estiaje; el desarrollo de métodos de estimación del hábitat útil mediante la integración de criterios hidrológicos y biológicos, o la incorporación de criterios de calidad de aguas en la estimación del régimen de caudales de mantenimiento.

Un aspecto de especial relevancia en esta línea de investigación, son los trabajos que desarrolla el IH para la estimación de los caudales de mantenimiento en estuarios, zonas de especial relevancia en el ámbito de muchas demarcaciones hidrográficas. Esta singular línea de investigación abarca estudios de diversa naturaleza, que van desde el análisis del comportamiento hidromorfológico de estos sistemas, hasta la búsqueda de organismos indicadores de las consecuencias de los cambios en el régimen natural de aportaciones.

Martes, 10 Abril 2012 15:59

Inundación fluvial

El IH Cantabria ha desarrollado numerosos proyectos de investigación sobre la gestión de las inundaciones, en especial tras la publicación de la Directiva 2007/60/CE, relativa a la evaluación y la gestión de los riesgos de inundación, tanto a nivel regional como nacional e internacional.

Dentro de esta línea de investigación la labor del instituto se centra en aspectos tales como el desarrollo y utilización de herramientas matemáticas específicas (como modelos bidimensionales), el estudio estocástico de caudales extremos o el análisis hidráulico de infraestructuras. Especial mención cabe hacer aquí de los trabajos realizados sobre el establecimiento de condiciones de contorno en la desembocadura de los ríos, donde se analiza la combinación de caudales fluviales y estados de mar asociados a diferentes combinaciones de marea y oleaje.  

Por otra parte, como resultado de los avances alcanzados en este campo de investigación, el IHCantabria ha establecido un convenio de colaboración con HR Wallingford, institución de referencia a nivel mundial en este ámbito, con el fin de desarrollar un sistema de modelado integral de gestión del riesgo de inundación. Dicho sistema tiene como objetivo prioritario la incorporación en la estimación de citado riesgo de criterios de estabilidad de defensas fluviales, de valoración de costes económicos y de protección de las vidas humanas.

Existe un gran interés práctico y teórico en conocer el comportamiento de una cuenca fluvial en cuanto a flujos de agua, sedimentos y sustancias. Las cuencas transforman la precipitación que reciben de una forma que depende de factores climáticos, de las propiedades del suelo (geología edafología, usos) y de la propia estructura de la red fluvial. Identificar los procesos y mecanismos dominantes en una cuenca es uno de los principales objetivos en hidrología, y entre sus aplicaciones prácticas se encuentra la caracterización y previsión de caudales medios y extremos en un tramo de río.

En IH Cantabria existe un área de trabajo, teórica y práctica, orientada a mejorar el conocimiento de los procesos hidrológicos, y a aplicar dichas mejoras a problemas reales en la gestión del agua.

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