estudio de la dinámica hidro-sedimentológica del río de la plata

Transcripción

ESTUDIO DE LA DINÁMICA
HIDRO-SEDIMENTOLÓGICA
DEL RÍO DE LA PLATA:
OBSERVACIÓN Y MODELACIÓN NUMÉRICA
DE LOS SEDIMENTOS FINOS
PROYECTO FREPLATA RLA 99/G31
CONVENIO DE FINANCIAMIENTO N° CZZ 1268.01
Entre el CONSORCIO CARP-CTMFM Comisión
Administradora del Río de la Plata - Comisión Técnica
Mixta del Frente Marítimo, el FONDO FRANCES PARA EL
MEDIO AMBIENTE MUNDIAL y la AGENCIA FRANCESA
DE DESARROLLO.
PROYECTO FREPLATA RLA 99/G31
CONVENIO DE COOPERACION N° CZZ 1268.01
CONVENIO DE FINANCIAMIENTO N° CZZ 1268.01
Entre el CONSORCIO CARP-CTMFM Comisión
Administradora del Río de la Plata - Comisión Técnica
Mixta del Frente Marítimo, el FONDO FRANCES PARA EL
MEDIO AMBIENTE MUNDIAL y la AGENCIA FRANCESA
DE DESARROLLO.
In memorian del Dr Luis Otero
batallador por la causa del Tratado del Rio de la Plata
e impulsor abnegado del Proyecto FREPLATA
PROYECTO FREPLATA PNUD RLA 99/G31
Autoridades
Comisión Administradora del Río de la Plata (CARP):
Delegación Argentina: Embajador Guillermo Enrique González
Delegación Uruguaya: Embajador Francisco Bustillo
Secretario Técnico: C/N Ángel Humberto Antoniello
Comisión Técnica Mixta del Frente Marítimo (CTMFM):
Delegación Argentina: Embajador Carlos Alfredo Carrasco
Delegación Uruguaya: C/N (CP) Julio Suárez
Secretario Técnico: Dr. Hebert Nion
Coordinación General:
Antonio P. Federico (Argentina) y Hugo Eguía (Uruguay)
Administración:
Adriana Leone
Contaduría:
Carina Criado
CONVENIO DE COOPERACION N° CZZ 1268.01
Comité editor
Directora de Redacción: Claudia G. Simionato (CIMA/CONICET-UBA,DCAO-FCEN, UMI
IFAECI-CNRS),
Redactores: Diego Moreira (CIMA/CONICET-UBA,DCAO-FCEN, UMI IFAECI-CNRS),
Mariano Re (INA) y Mónica Fossati (IMFIA UdelaR)
Coordinadora de comunicaciones: Victoria Matamoro
Diseño: Ricardo Cáceres
Coordinador general:
Percy Nugent (FREPLATA)
Instituciones participantes
MODELACIÓN NUMÉRICA, ANÁLISIS DE DATOS E INFORMES
Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera CIMA, Argentina
Intendente Güiraldes 2160 - Ciudad Universitaria, Pabellón II - 2do. Piso
(C1428EGA) Ciudad Autónoma de Buenos Aires
Dra. Claudia G. Simionato, Lic. Diego Moreira, Dr. Mario N. Nuñez
Instituto Francés de Investigación para la Explotación del Mar IFREMER, Francia
Z.I. Pointe du Diable B.P. 70, 29280 Plouzané
Dra. Florence Cayocca
Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental IMFIA/UR, Uruguay
Julio Herrera y Reissig 565, CP 11300, Montevideo
Dr. Ing. Ismael Piedra-Cueva e MSc. Ing. Mónica Fossati
Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo Pesquero INIDEP, Argentina
Paseo Victoria Ocampo N° 1, Escollera Norte, B7602HSA, Mar del Plata
Lic. Raúl Guerrero y Tec. Oc. Martín H. Veccia.
Instituto Nacional del Agua INA, Argentina
AU Ezeiza-Cañuelas, Tramo J. Newbery Km 1,620 (1804), Ezeiza
Dr. Angel Menéndez e Ing. Mag. Mariano Re
Departamento de Ciencias de la Atmósfera y los Océanos (DCAO), FCEN,
Universidad de Buenos Aires, Argentina
Dra. Claudia G. Simionato, Lic. Diego Moreira.
RESPONSABLES DE LAS CAMPAÑAS OCEANOGRÁFICAS
Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo Pesquero INIDEP, Argentina
Paseo Victoria Ocampo N° 1, Escollera Norte, B7602HSA, Mar del Plata
Lic. Raúl Guerrero y Tec. Oc. Martín H. Veccia.
Servicio de Hidrografía Naval SHN, Argentina
Avda. Montes de Oca 2124, C1270ABV Ciudad Autónoma de Buenos Aires
C.C. Aldo Firpo, Lic. Carlos F. Balestrini y Lic. Graziella Bozzano
Servicio de Oceanografía, Hidrografía y Meteorología de la Armada SOHMA,
Uruguay
Rambla 25 de Agosto de 1825 S/N y Maciel, Montevideo
Lic. Tabaré de los Campos
Autoría
Los contenidos de este trabajo están basados en los Informes presentados por la Dra. Caroline
Tessier y los Informes de Avance presentados por los Organismos participantes del Proyecto,
además del informe final del mismo generado en conjunto por todos los investigadores
participantes. Estos involucraron la participación del siguiente equipo técnico:
1. Informes de Avance del Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA/
CONICET-UBA) producidos por: Dr. Mario Nuñez, Dra. Claudia Simionato, Dra. Adriana
Fernández, Dra. Marcela González, Lic. Diego Moreira y C.C. Alfredo Rolla.
2. Informes de Avance del Instituto Nacional del Agua (INA): producidos por: Dr. Angel N.
Menendez, Ing. Mariano Ré, Ing. Alejo Sarubbi y Martín Sabarots Gerbec.
3. Informes de Avance del Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental
(IMFIA/UR): MSc. Ing. Mónica Fossati y Dr. Ing. Ismael Piedra-Cueva.
4. Informes de Avance y de Campaña del Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo
Pesquero (INIDEP) producidos por: Lic. Raúl Guerrero y Martín Veccia.
5. Informes de resultados de las Campañas 1, 2, 3, 4 y 5 realizadas por el Servicio
de Hidrografía Naval (SHN) de Argentina y el Servicio Oceanográfico, Hidrográfico y
Meteorológico de la Armada (SOHMA) de Uruguay producidos por: Lic. Carlos F. Balestrini
y Lic. Graziella Bozzano
Participaron de las campañas oceanográficas del Proyecto: Abigail Capeluto, Aldo Firpo,
Alejandro Barrios, Álvaro Cubiella, Álvaro Demicheli, Analía Díaz, Andrés Pescio, Ángel
Rodríguez, Ariel Rodolfo Cabrera, Ariel Tejerina, Bruno Casimiro Bruno, Carlos Alejandro
López, Carlos Balestrini, César Acevedo , Christian Díaz, Christian Tolaba, David Le Piver,
Diego Giberto, Diego Moreira, Dirney Vega, Emmanuel Zelarrayán, Esteban López, Federico
Cortes, Federico Zas , Francisco Pedocchi, Gabriel Sierra , Gonzalo Pastor, Hervé Chamley,
Jandira Genovese, Javier Draper, Javier Pardiñas, Julián Lorenzo, Leonardo Monteros,
Loïc Quemener, Marcelo Rodríguez, Mariana Escolar, Mariana Rubial, Matías Lugo, Michel
Repecaud, Mónica Fossati, Pablo Santero, Pablo Zorzoli, Pedro Rodríguez, Ramiro Ferrari,
Raúl Guerrero, Roque Yurquina, Sergio Cruz y Tabaré De los Campos
Agradecimientos
Nuestro agradecimiento a:
1. A los buzos, técnicos y miembros de las tripulaciones de los buques ARA Ciudad
de Rosario y Cromorán, ROU Sirius y Maldonado e INIDEP Capitán Cánepa por su
colaboración durante las Campañas del Proyecto.
2. A los técnicos de IFREMER Hervé Chamley, David Le Piver, Loïc Quemener y Michel
Repecaud por su colaboración en la instalación del instrumental, la capacitación de
recursos humanos a nivel local y su buena predisposición.
3. A los Drs. Francis Gohin, Pierre Le Hir, Valerie Garnier, Caroline Le Bian y Caroline
Tessier por el dictado de los cursos de capacitación en el marco del Proyecto y su
excelente predisposición para la colaboración con los actores locales.
Prólogo
El Río de la Plata y su Frente Marítimo constituyen uno de los principales sistemas fluviomarítimos del mundo; en las orillas del Río de la Plata se sitúan las capitales de Argentina
y Uruguay y también se concentran las actividades industriales principales que generan
el 65% y 87% del PBN industrial de los respectivos países. La población en el área del
proyecto supera los 17 millones de habitantes que representan el 35% de la población total
de Argentina y el 75% de Uruguay.
La comprensión de la dinámica hidro-sedimentológica del RPFM es relevante para
comprender los procesos de erosión costera, la deposición y puesta en biodisponibilidad de
los contaminantes y los ciclos biológicos de los peces y el fitoplancton que influyen en las
pesquerías, así como en el mantenimiento y dragado de los puertos y vías navegables.
El tratado del Río de la Plata y su Frente Marítimo de 1973 define el marco jurídico para
la administración de la zona. El tratado encomienda a dos comisiones binacionales, la
Comisión de Administración del Río de la Plata (CARP) y la Comisión Técnica Mixta del
Frente Marítimo (CTMFM) adoptar y coordinar los planes y medidas para la protección de
este ambiente acuático y sus recursos . En este marco, las comisiones del Tratado crearon
un Consorcio como marco de cooperación y de coordinación institucional para ejecutar el
Proyecto del Fondo Mundial por el Ambiente (GEF por sus siglas en inglés) RLA 09 G31
“Protección Ambiental del Río de la Plata y su Frente Marítimo: Prevención y Control de la
Contaminación y Restauración de Hábitats”, conocido como FREPLATA.
El proyecto FREPLATA implicó llevar adelante un proceso participativo de largo plazo que
identificó los problemas transfronterizos prioritarios del RPFM y permitió a una serie
de instituciones clave a nivel internacional, binacional y nacional, unirse para coordinar
esfuerzos y hacer frente a los problemas ambientales.
Un ejemplo de ello ha sido la cooperación entre el Consorcio Comisión Administradora del
Río de la Plata – Comisión Técnica Mixta del Frente Marítimo (CARP/CTMFM) y el Fondo
Francés para el Medio Ambiente Mundial (FFEM), que permitió abordar la problemática de
la dinámica hidro-sedimentológica en el Río de la Plata en el marco del Proyecto FREPLATA.
La Agencia de Cooperación Francesa para el Desarrollo y el Programa de Naciones Unidas
para el Desarrollo asistieron a este proceso facilitando su implementación.
El presente estudio, cuyo objetivo fue contribuir a mejorar el conocimiento de del RPFM,
estuvo basado en la combinación de modelado numérico y adquisición de datos, en un
importante esfuerzo, que involucró la instalación de dos estaciones fijas, una boya
oceanográfica, siete campañas oceanográficas específicas, la adquisición y calibración de
imágenes satelitales diarias de material en suspensión y clorofila-a de alta resolución y
experimentos de laboratorio.
Participaron del mismo dos centros académicos, dos institutos nacionales, los servicios
hidrográficos de ambos países y un centro de investigaciones francés, lo que permitió
además de y la adquisición de un conjunto de datos excepcional, la formación de recursos
humanos y la instalación de nuevas capacidades en la región.
Con este aporte, entre otros muchos desarrollados FREPLATA ha generado un enfoque
integral de la gestión sostenible del RPMF, que concluyó en un análisis de diagnóstico
transfronterizo (ADT) y en la propuesta de un Plan de Acción Estratégico (PAE). En el
presente, los gobiernos de Argentina y Uruguay están involucrados al más alto nivel, a través
de las comisiones binacionales y a las respectivas autoridades ambientales, para asegurar
la continuidad de este proceso con el Proyecto “Reducción y Prevención de la contaminación
de origen terrestre en el Río de la Plata y su Frente Marítimo mediante la implementación del
Programa de Acción Estratégico de FREPLATA”.
8
Resúmen Ejecutivo
Para encarar la gestión medioambiental del Río de la Plata de modo eficiente, se debe
involucrar a la ciencia, en particular en lo vinculado con los procesos hidro-sedimentológicos.
Esto se debe a que los sedimentos intervienen en los procesos de erosión costera y avance del
Delta del Paraná, el mantenimiento y dragado de los puertos y vías navegables, la deposición
y puesta en biodisponibilidad de los contaminantes y en los ciclos biológicos de los peces y
el fitoplancton, con los consecuentes impactos en las pesquerías. Muchos de estos procesos
aún no son bien entendidos. La comprensión de la dinámica hidro-sedimentológica, a su vez,
está fuertemente condicionada por la disponibilidad de observaciones in situ, requiriéndose
de las mismas para la caracterización de los procesos físicos (que, para los sedimentos,
dependen específicamente del sitio en cuestión) y para la calibración y validación de los
modelos numéricos que representan esos procesos.
La problemática de la dinámica hidro-sedimentológica en el Río de la Plata, desde el ingreso
de los tributarios y hasta la región marítima, fue abordada por el Proyecto FREPLATA
con la colaboración del IFREMER’ (Instituto Francés para la Explotación del Mar, Francia)
y financiamiento del Fondo Francés para el Medioambiente Global (Proyecto FREPLATAFFEM). Las tareas de recolección de datos iniciadas en 2009 se prolongaron hasta fines
de 2010 comprendiendo la instalación de dos estaciones fijas y una boya oceanográfica,
la realización de siete campañas oceanográficas específicas, la adquisición y calibración
de imágenes satelitales diarias de material en suspensión y clorofila-a de alta resolución y
experimentos de laboratorio. Estas acciones se llevaron a cabo con la contribución científicotécnica de Instituciones de los países de la cuenca. Dichas instituciones son el CIMA
(Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera, CONICET-UBA, Argentina), el INIDEP
(Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo Pesquero, Argentina), el INA (Instituto
Nacional del Agua, Argentina), el IMFIA (Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería
Ambiental, UdelaR, Uruguay), el SHN (Servicio de Hidrografía Naval, Argentina) y el SOHMA
(Servicio Oceanográfico, Hidrológico y Meteorológico de la Armada, Uruguay). Este plan
fue complementado por un programa de capacitación de recursos humanos mediante el
dictado de cursos en la Universidad de Buenos Aires por reconocidos especialistas franceses,
lo que permitió incorporar al proyecto jóvenes universitarios recién graduados. El objetivo
fue propender a paliar el problema de la escasez de recursos humanos formados en la
temática y contribuyendo a la instalación de capacidades científico-técnicas a nivel regional.
Se llevaron a cabo tareas de modelado numérico, incluyendo la instalación del modelo hidrosedimentológico MARS-3D (Model for Applications at Regional Scale) de IFREMER en el
CIMA/CONICET-UBA, el INA y el IMFIA/UdelaR, y su implementación mediante un conjunto
de modelos regionales anidados de alta resolución.
Este trabajo resume los avances realizados en el marco del Proyecto. Más allá de la formación
de recursos humanos, la instalación de nuevas capacidades al nivel del estado del arte en
instituciones de la región y la adquisición de un conjunto de datos excepcional, los resultados
de la aplicación del modelo numérico al estudio de la dinámica hidrosedimentológica del Río
de la Plata ha contribuido significativamente a mejorar el conocimiento de los procesos que
ocurren en este importante sistema costero.
Los resultados más relevantes, relacionados con la dinámica de los sedimentos son:
1. Los datos in situ permitieron, por primera vez, estudiar la variabilidad temporal
de numerosos parámetros oceanográficos en la región y su co-variabilidad. Dichos
parámetros y la turbidez exhiben gran variabilidad en todas las escalas de tiempo
observadas, desde la estacional a la sub-anual (intra-estacional, sinóptica atmosférica y
diurna). La asociación de esta gran variabilidad con la de la atmósfera sugiere que este
sistema responde rápida e intensamente a cambios en sus forzantes. En este sentido,
es esperable que en otras escalas no observadas en este conjunto de datos (escala inter9
RESÚMEN EJECUTIVO
anual o mayores) se produzcan cambios importantes, cuyo estudio sólo será posible a
través de un monitoreo continuo a lo largo de varios años.
2. Los resultados del análisis de las imágenes satelitales de material inorgánico en
suspensión en superficie indican que su concentración es máxima a lo largo de la costa
argentina del Río de la Plata Superior y Medio, lo que está vinculado con la mayor carga
de sedimentos del río Paraná respecto del Uruguay y con las corrientes de marea más
intensas. La concentración de sedimentos exhibe un máximo en invierno y un mínimo
en verano, que estaría relacionado con el período de aporte de sedimentos desde los
tributarios y con un aumento de la intensidad media del viento y, consecuentemente,
de la altura y frecuencia de las olas que resuspenden el sedimento. La concentración
de material inorgánico suspendido se reduce drásticamente aguas abajo de la Barra del
Indio, en asociación con la región del frente de salinidad, probablemente influido por los
procesos de floculación y consecuente decantación que ocurren en esa región.
3. Los resultados del análisis de las imágenes de clorofila-a sugieren que esta variable
está condicionada por los sedimentos y estrechamente ligada con la hidrodinámica. En
efecto, en la zona de la Barra del Indio, la reducción de la concentración de material
inorgánico es acompañada por un marcado incremento de la concentración de clorofila-a,
lo cual se vincula con la mayor disponibilidad de luz. Las concentraciones de clorofila-a
y material inorgánico aumentan a lo largo de la costa uruguaya del Río de la Plata
exterior en invierno y disminuyen en verano, mientras que lo recíproco ocurre a lo largo
de la costa argentina en la mencionada región exterior. Esto parece vincularse con el
desplazamiento medio de la pluma de agua dulce a lo largo de esas estaciones, que se
mueven hacia el sur en verano y hacia el norte en invierno, en respuesta a la variabilidad
del viento. Finalmente, la concentración de clorofila-a en el Río de la Plata maximiza en
verano, mientras que en la Plataforma Continental lo hace en primavera. Una explicación
posible es que en este ecosistema los nutrientes no constituyen un limitante al desarrollo
de algas, sino que más probablemente la temperatura y la cantidad de horas de luz
sean los condicionantes principales. En verano, la temperatura es alta, favoreciendo el
desarrollo de la vida y la cantidad de horas de luz aumenta por efectos astronómicos.
Al mismo tiempo, durante esta estación y en todo el Río de la Plata, la concentración de
material inorgánico en suspensión también disminuye, constituyendo un factor favorable
adicional.
4. En relación con la dinámica de los sedimentos, la interpretación de los datos
disponibles muestra que las texturas de sedimentos de fondo predominantes son
consistentes con la hidrodinámica de los corredores de flujo y la concentración de
sedimentos en suspensión.
5. Se desarrolló una metodología para la obtención de series temporales diarias de
descarga sólida para material fino y grueso en los ríos Paraná de las Palmas y Paraná
Guazú que se basa en datos continuamente accesibles, lo que la torna de gran utilidad
para estudios de gestión del recurso a través de simulaciones numéricas simplificadas
de la dinámica sedimentológica forzada por la descarga continental, el viento local y la
marea astronómica.
6. La comparación de las soluciones numéricas obtenidas con los datos colectados
durante las campañas oceanográficas muestra que el modelo reproduce adecuadamente
el orden de magnitud y el rango de variabilidad exhibido por las observaciones.
7. La comparación de la solución numérica con observaciones satelitales MODIS indica
que, con el grado de desarrollo alcanzado durante el proyecto, el modelo reproduce
razonablemente las zonas de máxima concentración de sedimentos suspendidos en el
Río de la Plata Superior, en las proximidades y el norte de Punta Piedras, y en Punta Rasa.
A lo largo de la costa norte, entre Colonia y Montevideo, y a lo largo de la costa sur, en
proximidades de Buenos Aires, el modelo subestima la concentración de sedimentos. La
10
RESÚMEN EJECUTIVO
inclusión de olas, aún no consideradas en las simulaciones, incrementará la resuspensión
de los sedimentos en las zonas someras del Río de la Plata, dando lugar a un aumento
generalizado de la concentración.
8. El análisis de las simulaciones permitió hacer inferencias acerca de los procesos
físicos que determinan la dinámica sedimentológica en el Río de la Plata. En este sentido,
se concluye que éste puede dividirse en cuatro regiones fundamentales en términos de
dichos procesos:
a. En el Río de la Plata Superior la dinámica está dominada por la deposición de
sedimentos provenientes de los tributarios y, en menor medida, por la marea. En esta
región el viento impacta como tercer forzante en orden de magnitud, advectando el
sedimento junto con el agua.
b. En el Río de la Plata Medio la concentración de los sedimentos en suspensión se
reduce significativamente sobre la costa uruguaya, como consecuencia de que los
sedimentos decantan mayoritariamente en la región precedente.
c.En proximidades y al norte de Punta Piedras, en condiciones hidro-meteorológicas
moderadas, los sedimentos son resuspendidos por efectos de la marea, que
incrementa su magnitud significativamente hacia la Punta. En cambio, durante las
grandes tormentas esta región probablemente se rellene, de modo de conducir al
relativo equilibrio morfológico observado en la naturaleza. En esta zona se observa
una fuerte vinculación entre la concentración de los sedimentos suspendidos y los
ciclos de sicigias y cuadraturas de la marea.
d. En la región comprendida entre Punta Piedras y Montevideo y la Barra del Indio, en
condiciones hidro-meteorológicas moderadas se produce la deposición del sedimento
resuspendido en la zona anterior. Aquí el efecto del viento es máximo y el de la marea
mínimo. Durante las grandes tormentas se genera la erosión del material depositado
en el fondo.
A futuro pueden avizorarse numerosos temas de interés científico-práctico a explorar, para
los cuales las tareas desarrolladas en el marco del Proyecto servirán de base. En particular,
temas de gran importancia por su impacto socio-económico y ambiental son el modelado
de los procesos biogeoquímicos (interrelaciones entre el sistema físico, químico y los
organismos que habitan el mismo) y el modelado operacional. El sistema de monitoreo
hidro-sedimentológico proporcionado por los instrumentos adquiridos durante el Proyecto
FREPLATA-FFEM y los modelos numéricos que resultan de estas investigaciones servirán de
base a la generación de un programa de monitoreo y alerta ambiental y calidad de agua,
clave como parte del Plan de Acción Estratégica propuesto por FREPLATA.
Teniendo en cuenta la importancia ecológica, social y económica de la Cuenca del Plata, y
que las limitaciones en las observaciones adquiridas (tanto en cantidad, en calidad, como
en período observado) condicionarán a futuro, de modo inexorable, la calidad y profundidad
de la investigación científica que puede realizarse con los mismos y el grado de impacto
sobre los distintos sectores productivos y/o campos de aplicación, se recomienda el
mantenimiento de las estaciones de observación medioambiental instaladas en el Río de
la Plata en el marco del Proyecto FREPLATA-FFEM durante un período de tiempo inicial de
no menos de tres años. Sería deseable, durante ese período, prever los mecanismos para el
mantenimiento de dichas estaciones durante por lo menos los próximos diez años, para el
monitoreo de la variabilidad climática y el cambio climático y propender al desarrollo de un
sistema de modelado operacional en la región.
11
FUNDAMENTACIÓN
Objetivos
del proyecto
FUNDAMENTACIÓN
La gestión ambiental del Río de la Plata debe incluir la comprensión de la dinámica de los
sedimentos finos debido a que éstos intervienen en una gran cantidad de procesos. Entre
los más significativos se encuentran:
a_La productividad primaria:
Los sistemas fluvio-marinos son áreas favorables al desarrollo de fitoplancton, dado
que constituyen las regiones donde los nutrientes provenientes de los ríos encuentran
condiciones adecuadas de iluminación. La turbidez es el mayor factor en la atenuación
de la luz en la columna de agua y, consecuentemente, gobierna la productividad primaria.
Por lo tanto, la predicción de la dinámica de las poblaciones pertenecientes a niveles
tróficos más altos depende de la adecuada predicción de los niveles de turbidez.
Figura 1
En la desenfrenada carrera por
la supervivencia tiene lugar en
los océanos los organismos que
conforman el microplancton,
y más concretamente el
fitoplancton, son unos incansables
fabricantes de biomasa que
constituye la base de la red
trófica de todo el ecosistema
marino. Fuente: http://zco1999.
wordpress.com/2010/05/18/
pero-%C2%BFque-es-el-plancton/
b_Las pesquerías:
Las condiciones ambientales (salinidad, turbidez) tienen la mayor influencia sobre la
distribución y estructura poblacional de las especies y sobre la estructura de la ictiofauna
del Río de la Plata. En este sistema fluvio-marino, la ictiofauna es una combinación de
especies dulceacuícolas y marinas, que tienen ciclos de vida íntimamente relacionados
con la oceanografía. Es la principal área de desove y cría de muchas especies que son
explotadas comercialmente y soportan las pesquerías costeras de Argentina y Uruguay.
Dentro de estas especies, la corvina rubia micropogonias furnieri (Figura 2) es el principal
recurso pesquero del Río de la Plata.
Figura 2
Corvina rubia micropogonias
furnieri. Fuente: Acha y Mianzan,
Ciencia Hoy, 13(73) 10-20.
Los juveniles ocupan las aguas someras asociadas al frente salino de fondo (Figura 3),
coincidente con la zona de máxima turbidez (ZMT, Figura 4), mientras que los adultos
son comunes hacia las aguas de la plataforma costera durante el invierno, y realizan
migraciones hacia la ZMT durante la temporada reproductiva. Aún no se comprenden
los motivos de la relación de los individuos inmaduros con la ZMT, pero podría estar
asociada a beneficios para la alimentación a través del incremento en la abundancia de
las presas (promueve la agregación) mientras que al mismo tiempo reduce el riesgo de
predación aviar (refugio provisto por la condiciones de turbidez), además de conectar
las dos áreas principales de cría del Río de la Plata, Bahía Samborombón y Río Santa
Lucía. La asociación de los adultos a la ZMT durante la época reproductiva podría estar
asociada a la prevención de la advección (exportación) de huevos y larvas a aguas marinas
costeras adyacentes al Río de la Plata a través de mecanismos de retención horizontal.
15
FUNDAMENTACIÓN
Las variaciones espacio temporales de las condiciones ambientales (salinidad, turbidez)
son de gran relevancia en la determinación del uso de hábitat de la corvina rubia, y
por consiguiente en la determinación de la interacción de los distintos estadios de la
especie con las pesquerías. Concordante con el comportamiento de esta corvina, existe
un conjunto de especies de recursos costeros de menor biomasa que soportan una
pesquería constante a lo largo del año de los asentamientos de pescadores artesanales
de la región. Entre ellos se puede mencionar la lisa, la corvina negra, la pescadilla real y
el pejerrey cuyo comportamiento es menos conocido, y donde el aporte del conocimiento
de procesos físicos en esta escala contribuiría a generar mejor predictabilidad en las
capturas de este sector pesquero. La presión humana sobre los recursos costeros está
aumentando rápidamente. En este sentido, es importante entender la relación entre el
ambiente y las pesquerías, a través del uso de hábitat de la especies, para la sugerencia
de planes de protección y conservación dentro de un manejo ecosistémico. Por ello,
entender los procesos que determinan la turbidez y sus cambios espacio-temporales,
es de gran relevancia para la determinación de la variación espacio temporal de las
áreas esenciales (desove, cría) a ser conservadas, favoreciendo el desarrollo regional, la
conservación de la biodiversidad y una explotación sustentable de los recursos.
Figura 3
Distribución de la salinidad en superficie (izquierda) y fondo (derecha) para el período
frío (arriba) y cálido (abajo) en el Río de la Plata y la plataforma continental adyacente en base a
observaciones, para caudales normales de los tributarios. Adaptado de Guerrero et al., 2003.
16
FUNDAMENTACIÓN
Figura 4
Imagen satelital de la turbidez en el Río de la
Plata. Las zonas más oscuras corresponden
a aguas menos turbias (el océano se ve azul
oscuro y las aguas del Río Uruguay, menos
turbias, se ven marrones) mientras que
las más claras corresponden a las aguas
altamente turbias impactadas por el Paraná.
En blanco se observan las ciudades de
Buenos Aires y Conurbano Bonaerense, La
Plata y Montevideo.
c_La ecología bentónica:
Una fuente importante de biodiversidad se encuentra en los organismos bentónicos
(aquellos que habitan en el fondo) cuya presencia está muy vinculada con los hábitats
bentónicos. La distribución de sedimentos, por lo tanto, condiciona el tipo de ecosistema
que puede encontrarse en la región. La evolución morfológica, ya sea debido a cambio
climático como a actividades antropogénicas puede tener, en consecuencia, un impacto
en la biodiversidad del Río de la Plata.
Figura 5
Berberecho de laguna Erodona mactroides.
La fauna bentónica del Río de la Plata
es menos diversa y abundante que la
fauna bentónica de la costa oceánica,
debido a la turbidez de sus aguas, ya
que las partículas de arcilla que flotan en
dicho río limitan la alimentación de los
organismos bentónicos. Fuente: http://www.
nuestracosta.com.uy/component/content/
article/913-biodiversidad-en-la-zona-costerauruguaya/59-ficha-informativa-qbentosq
d_La contaminación:
Los sedimentos finos acarreados por el Río de la Plata son la principal fuente de transporte
de diversos tipos de contaminantes, fundamentalmente metales pesados, hacia el
ambiente estuarial. En la zona de la ZMT se produce la acumulación en el fondo de los
sedimentos y, consecuentemente, de sus contaminantes, asociados por procesos físicoquímicos de floculación. Estos sedimentos son resuspendidos por procesos turbulentos
inducidos principalmente por las corrientes de marea, las olas y el viento, y entran en
las diferentes cadenas tróficas de los organismos vivos a través de un proceso conocido
como biodisponibilidad, con potencial impacto sobre la población humana que consume
dichos animales.
Figura 6
Derrame de petróleo en el Río de la
Plata. Fuente: http://www.conae.gov.ar/
WEB_Emergencias/Links_de_la_Izquierda/
Contaminacion_Ambiental/Galeria_de_
Imagenes/Derrame_Petroleo_Rio_de_la_
Plata/Derrame_Petroleo_Rio_de_la_Plata.
html
17
FUNDAMENTACIÓN
e_El dragado:
El continuo dragado de los canales de acceso a los puertos de Buenos Aires y Montevideo
ilustra uno de los aspectos de la gestión medioambiental vinculados con el transporte
de los sedimentos finos. Un mejor conocimiento del transporte a través del Río de la
Plata y de las áreas de deposición y erosión, ayudaría a comprender cómo optimizar las
operaciones de dragado en la cuenca. También, contribuiría-a entender y gestionar el
avance del Delta del Paraná. El dragado puede producir cambios en la dinámica de los
sedimentos transportados por el agua, en ocasiones con impactos sobre la distribución
de los contaminantes y, por lo tanto, sobre las pesquerías.
Figura 7
Draga en el Canal Mitre. Foto de Martin
Erikson. Fuente: www.histarmar.com.ar/
f_La degradación de las costas y humedales:
El Río de la Plata contiene en la Bahía Samborombón (Figura 8) uno de los humedales
de mayor importancia del cono sur de Sudamérica. El mismo alberga un rico ecosistema
en el que conviven numerosas especies de peces, tortugas, cangrejos y aves migratorias.
Estudios y proyectos en ejecución muestran que se están evidenciando tasas erosivas en
la costa de la bahía con guarismos nunca antes registrados. Esta región es zona de cría
para numerosas especies pescadas comercialmente. El transporte de los sedimentos se
vincula directamente con el mantenimiento de estas zonas bajas. Asimismo, las costas
bajas de la parte interior del Río de la Plata, en las que se ubica la ciudad de Buenos Aires,
están siendo sometidas a intensa erosión y presión ambiental por efecto antropogénico.
El Frente del Delta del río Paraná avanza de manera persistente sobre el Río de la Plata.
A las tasas actuales de crecimiento, estará muy próximo a los límites de la ciudad de
Buenos al final de este siglo. Esta evolución morfológica causará, progresivamente,
impactos significativos sobre los usos de esa zona del Río de la Plata. Las consecuencias
de tal cambio podrán ser mitigadas en la medida que exista una adecuada planificación,
es decir (plan de desarrollo, plan de producción industrial, plan de dragado, plan de
pesca etc.) lo cual necesita, como dato primario, una comprensión y predicción confiable
del proceso del transporte de sedimentos.
Figura 8
Punta Rasa, extremo de la Bahía
Samborombón. La punta está siendo
fuertemente erosionada, cuando por largo
tiempo había sido zona de acreción. Fuente:
http://www2.medioambiente.gov.ar/bases/
areas_protegidas/detalles.asp
18
Objetivos del Proyecto
El principal objetivo fue contribuir a mejorar el conocimiento de la dinámica hidrosedimentológica en el Río de la Plata, en base a una combinación de modelado numérico
y obtención de datos. Las tareas de observación iniciadas en 2009 constituyeron un
enorme y costoso esfuerzo, que involucró la instalación de dos estaciones fijas, de una boya
oceanográfica, de siete campañas oceanográficas específicas, la adquisición y calibración
de imágenes satelitales diarias de material en suspensión y clorofila-a de alta resolución
y experimentos de laboratorio. Este plan fue acompañado por la capacitación de recursos
humanos, incorporando al proyecto jóvenes recién graduados -mediante el dictado de cursos
en la Universidad de Buenos Aires por reconocidos especialistas franceses. Esta capacitación
fue dirigida a resolver el problema de la escasez de recursos humanos formados en la
temática y a la instalación de capacidades científico-técnicas al nivel del estado del arte en
la región. Se realizaron, además, tareas de modelado numérico, incluyendo la instalación del
modelo hidro-sedimentológico MARS-3D (Model for Applications at Regional Scale o Modelo
para Aplicaciones a Escala Regional) de IFREMER en el CIMA, el INA y el IMFIA.
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CARACTERÍSTICAS
GENERALES DEL
RÍO DE LA PLATA
Y ANTECEDENTES
CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL RÍO DE LA PLATA Y ANTECEDENTES
Batimetría
El Río de la Plata tiene una geometría y batimetría complejas (Figura 10). Sobre la base
de la morfología y de lo que se conoce o se ha inferido de su dinámica, el sistema ha
sido dividido clásicamente en dos regiones, separadas por la Barra del Indio, una barra
sumergida de forma convexa y con profundidades de 6,5 a 7 m, que cruza el Río entre
Punta Piedras y Montevideo. La región superior está ocupada mayormente por agua dulce
y está caracterizada por bancos someros con profundidades de entre 1 y 4 m (Playa Honda
y Banco Ortiz), que se encuentran separados de las costas por canales más profundos, con
profundidades que varían entre los 5 y los 8 m (canales Norte, Oriental e Intermedio). Al este
de la Barra, el Canal Marítimo, una depresión ancha con profundidades de 12 a 14 m al norte
y 20 m al sur, separa la Bahía Samborombón (al oeste) de una región de bancos conocida
como Alto Marítimo (al este). El Alto Marítimo está formado por los bancos Arquímedes
e Inglés, con profundidades de entre 6 y 8 m, y el Banco Rouen, con una profundidad de
10 a 12 m. Al norte de estos bancos, el Canal Oriental, el más profundo del sistema, con
profundidades de hasta 25 m, se extiende a lo largo de la costa uruguaya.
Figura 10
Arriba: características batimétricas del
Río de la Plata (de Simionato et al.,
2004a). Abajo: imagen satelital MODIS
mostrando los tributarios al sistema
fluvio-marítimo (de Simionato et al.,
2009).
Descarga continental
El agua dulce del Río de la Plata proviene de varios tributarios, siendo los dos más importantes
los ríos Paraná y Uruguay, con descargas medias históricas de 16.000 y 6.000 m3 s-1 lo que
pone a este sistema fluvio-marino en 5° y 4° lugar en el mundo en descarga fluvial y área
23
de drenaje, respectivamente. El río Paraná confluye al Río de la Plata formando un gran
delta; sus dos brazos principales son el Paraná Guazú, que transporta aproximadamente
el 77% de la descarga, y el Paraná de las Palmas, que transporta el 23% restante (Figura
10). El transporte de los tributarios menores es varios órdenes de magnitud inferior y aporta
solamente a la dinámica local, por lo tanto, la descarga continental media puede ser evaluado
como el resultado del transporte de los dos tributarios mayores. El río Paraná muestra una
marcada estacionalidad, con descarga máxima en marzo/abril y mínima en septiembre. La
estacionalidad del río Uruguay es menos importante, mostrando dos máximos, en octubre
y entre mayo y julio, y un mínimo en enero. El régimen de flujo mostró gran variabilidad
inter-anual durante el último siglo. Se observó gran variabilidad inter-decádica, con un
ciclo de descarga normal entre 1931 y 1943, un período seco en 1944-1970 y un período
húmedo que comenzó en 1971. La descarga muestra una componente cuasi-decádica y
picos de variabilidad inter-anual en las escalas temporales asociadas al fenómeno de El
Niño-Oscilación del Sur (ENOS). La componente cuasi-decádica, en la cual se asocia una alta
descarga con temperaturas superficiales del mar anómalamente frías sobre el Atlántico Norte
tropical es más marcada en el Paraná. En cambio, la variabilidad en las escalas del ENOS
(con picos en bandas centradas a aproximadamente 2,5 y 3,5 años) es más pronunciada en
el río Uruguay, con El Niño (La Niña) asociado con mayor (menor) descarga. Adicionalmente,
otro pico de variabilidad, centrado en 6,5 años, fue registrado para este río, relacionado con
un patrón de grandes anomalías de la temperatura superficial del mar sobre el Pacífico y el
Atlántico tropical. Picos tan grandes como 80.000 m3 s-1 y tan bajos como 8.000 m3 s-1 se
han registrado en asociación con los ciclos mencionados.
Marea astronómica
El Río de la Plata es un sistema micromareal, es decir, la marea presenta amplitudes bajas,
generalmente menores a 1 m. Las ondas de marea alcanzan la plataforma continental
mientras se propagan de sur a norte. A medida que avanzan a lo largo de la plataforma, las
condiciones geográficas modifican la propagación, de modo que la energía ingresa al Río
principalmente por el sudoeste; la onda se propaga por el Río de la Plata como una onda
libre (de Kelvin) forzada en su boca. La baja profundidad acorta la longitud de onda después
de que la marea ingresa al sistema; debido a este efecto y a la considerable longitud del Río
de la Plata, las componentes semidiurnas tienen la inusual característica de presentar casi
una longitud de onda completa dentro del Río todo el tiempo (Figura 11). Las amplitudes
de marea generalmente no se amplifican hacia la parte superior. El Río de la Plata es largo y
converge sólo en su parte más interna, donde es extremadamente somero y la fricción juega
un rol fundamental en el control de la amplitud de la onda. Como consecuencia de la fricción,
la amplitud de la marea decae en la costa uruguaya comparada con la costa argentina.
El régimen de marea es mixto, dominantemente semidiurno, siendo la componente lunar
semidiurna principal (M2) la más significativa. Las máximas velocidades de las corrientes de
marea ocurren en los límites norte y sur de la Bahía Samborombón (Punta Piedras y Punta
Rasa), mientras que en el interior sus valores son mucho menores.
Figura 11
elipses de marea para la
componente M2, derivadas
de observaciones
numéricas.
24
Figura 11
Vectores flujo de energía de la componente de marea M2 en W m-1 (panel izquierdo) y
contornos de la tasa de disipación energética de la componente M2 de marea por fricción de fondo en
W m-2 (panel derecho). De Simionato et al. (2004).
Vientos
El viento es el principal forzante de la circulación en el Río de la Plata, particularmente
en su parte exterior y afecta la dinámica en todas las escalas. La circulación general de la
atmósfera en la región del Río de la Plata está controlada por la influencia del sistema de alta
presión semi-permanente del Atlántico Sur. La circulación antihoraria asociada a este centro
advecta aire cálido y húmedo de regiones subtropicales sobre el Río. Por otro lado, sistemas
atmosféricos fríos que viajan desde el sur traen masas de aire frío sobre la región con una
periodicidad dominante de alrededor de 4 días. El pasaje de esos frentes fríos se asocia en
ocasiones con tormentas convectivas que se conocen como “Pamperos”. Como resultado
de estas características, la circulación en la región está dominada por una alternancia de
los vientos del noreste al sudoeste en una escala de pocos días (Figura 12). En escala
intra-estacional, los vientos son modulados por un patrón alternante de variabilidad que se
asocia con variabilidad de la precipitación y cambios de los vientos de superficie del noreste
al sudoeste. Adicionalmente, el Río de la Plata está localizado en una de las regiones más
ciclogenéticas del mundo, como consecuencia de ondas que se mueven a lo largo de latitudes
subtropicales del Pacífico Sur y América del Sur, con máxima variabilidad en períodos de
10 a 12 días. Estas ondas interactúan con las masas de aire subtropical sobre el noreste de
Argentina, Uruguay y el sur de Brasil. Se observan aproximadamente ocho ciclones por año,
con mayor frecuencia en verano. Cuando los mismos se desarrollan sobre Uruguay, pueden
originar vientos muy intensos del sudeste, con velocidades que fácilmente exceden los 15 m
s-1. Estas tormentas, conocidas como “Sudestadas” producen inundaciones en el Río de la
Plata Superior y tienen una frecuencia de ocurrencia de 2 a 3 eventos por año.
Circulación
Circulación barotrópica o media vertical
La componente barotrópica (o media vertical) del flujo es muy importante dado que domina
la variabilidad de la elevación del nivel del mar y determina el transporte neto de masa. Para
el Río de la Plata, ésta ha sido estudiada mediante simulaciones numéricas y observaciones
directas de corrientes. La componente submareal (en períodos mayores que el de la marea)
25
del flujo (ver Figura 13) está fuertemente influenciada por la geometría y la batimetría, la
rotación de la Tierra y, particularmente, los vientos. En el Río de la Plata superior, después
de la descarga, el flujo se concentra a lo largo de los canales profundos Norte e Intermedio.
A medida que la pluma de agua dulce alcanza la parte central del Río, la rotación de la Tierra
(efecto de Coriolis) se comienza a sentir y el transporte se concentra por el norte. Aunque
los bancos Arquímedes e Inglés dividen el flujo en dos ramas, en la parte exterior del Río
de la Plata en ausencia de vientos (panel izquierdo de la Figura 13), ellas se encuentran
nuevamente. Independientemente de que el transporte se incremente (reduzca) bajo
condiciones de descarga alta (baja), los patrones descriptos se preservan.
Figura 13
3 Vectores viento a 10 m de altura para el Río de la Plata durante el año 1995, de arriba
para abajo, verano, otoño, invierno y primavera. Reanálisis de NCEP/NCAR. De Simionato et al., 2008.
26
Figura 13
Izquierda: función corriente del transporte de masa residual en escala submareal (en
miles de m3 s-1) en el Río de la Plata (izquierda) y un detalle para la Bahía Samborombón para una
descarga continental de 20.000 m3 s-1 en ausencia de vientos. La magnitud del transporte entre dos
isolíneas es igual a la diferencia entre sus valores asociados. Adaptado de Simionato et al. (2004b).
Derecha: trayectoria de partículas neutras boyantes liberadas aleatoriamente en un modelo numérico
del Río de la Plata. De Piedra-Cueva y Fossati (2007). Nótese la concordancia entre las diversas
simulaciones.
Los patrones de circulación en respuesta al viento parecen estar más determinados por
la dirección del viento que por su intensidad y se desarrollan rápidamente, en una escala
de entre 3 y 9 horas. Tanto las observaciones como los modelos indican que la circulación
barotrópica forzada por el viento en el Río de la Plata puede explicarse en términos de
dos modos. El primero ( estructuras espaciales características) de circulación asociadas
a vientos ya sea con una componente dominante a través del eje del canal o a lo largo del
mismo. De esta manera, la circulación del Río de la Plata puede esquematizarse en forma
de cuatro patrones asociados a cada una de las fases (positiva y negativa) de los modos (ver
Figura 14). Los patrones correspondientes al primer modo (paneles b y c de la Figura 14)
están relacionados con un ingreso/egreso de agua en la parte exterior del sistema y explica
la señal estacional observada en, por ejemplo, el campo de salinidad (Figura 3). El segundo
modo (paneles a y d de la Figura 14) domina cuando el viento sopla a lo largo del eje del Río,
es decir, del sudeste al noroeste y tiene un patrón muy distintivo de incremento o reducción
significativos de la elevación del nivel en el Río de la Plata Superior, respectivamente. Este
modo explica dos situaciones extremas que tienen importantes implicancias sociales:
la “Sudestada”, causante de inundaciones, y los vientos persistentes del noroeste, que
producen niveles bajos, que en ocasiones, colapsan el abastecimiento de agua potable a la
ciudad de Buenos Aires. Las escalas de variabilidad de la circulación barotrópica forzada por
el viento fueron estudiadas mediante modelos numéricos. La variabilidad inter-anual explica
el 10% de la varianza. Estos modos son importantes, especialmente si actúan en fase, ya
que proporcionan un background para ondas de tormenta más severas. En contraste con
los campos de temperatura y salinidad, la variabilidad de la elevación del mar en escala
estacional explica un porcentaje muy bajo de la varianza y es la combinación de una señal
anual y una semi-anual forzadas por el calentamiento radiativo, los vientos y la descarga
continental. Aproximadamente el 90% de la varianza en la circulación barotrópica es debida
a la variabilidad del viento en escala sub-anual. Las anomalías de la elevación del mar más
significativas están asociadas con eventos ciclogenéticos en la atmósfera que ocurren sobre
Uruguay o la Plataforma Patagónica, mientras que el debilitamiento o intensificación del
anticiclón del Atlántico Sur juega un rol menor.
27
Figura 14
Principales patrones de circulación residual en el Río de la Plata asociados a la dirección
del viento, expresado como función corriente del transporte de masa en miles de m3s-1. De Simionato
et al. (2004a).
La circulación baroclínica (o variable en la vertical) y sus efectos en la estructura de
densidad
El estudio de la circulación baroclínica en el Río de la Plata, ha estado limitado por la
falta de observaciones directas, por largo tiempo. En el marco del proyecto FREPLATA se
midieron perfiles verticales de corrientes ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler o Perfilador
Acústico Doppler de Corrientes) en dos sitios del Río de la Plata. Los datos obtenidos, junto
con perfiles de salinidad colectados en y alrededor de los mismos sitios fueron analizados,
proporcionando el primer cuadro del flujo baroclínico en el área frontal del Río de la Plata.
Los resultados indican que, aunque se pensaba que las mareas dominan la dinámica del
sistema, las mismas sólo explican el 25% de la varianza en la zona frontal. El otro 75% de
la energía está relacionada con ondas internas en frecuencias de marea (25%, al menos en
verano) y corrientes tridimensionales forzadas por el viento (50%).
Corrientes baroclínicas forzadas por el viento y su impacto en la estructura de densidad
Debido a la baja profundidad del Río de la Plata, las corrientes en la parte estratificada
responden rápidamente a los cambios en el viento en todos los niveles, con un tiempo
de respuesta de entre 3 y 9 horas. La estructura vertical de las corrientes depende
fuertemente de la dirección de los vientos y puede explicarse en términos de dos modos
(o dos patrones de corrientes en la vertical), cuya estructura de correlación con el viento
es similar a la encontrada para la componente promediada verticalmente. Las corrientes
decaen verticalmente para vientos con una componente dominante perpendicular al eje del
Río, y muestran una inversión en su dirección entre los niveles superiores e inferiores para
vientos con una componente dominante paralela al eje del Río (panel izquierdo de la Figura
15). Esta característica es consecuencia de la geometría y batimetría de este sistema fluvio28
marino. Para vientos con una componente dominante perpendicular al eje del Río, el flujo
no está inhibido por la batimetría. En cambio, para vientos con una componente dominante
paralela al eje, la presencia de la costa en el Río de la Plata Interior exige una compensación
del ingreso (egreso) de agua en las capas superiores por un egreso (ingreso) de agua en las
inferiores, dando lugar al patrón de inversión observado en las corrientes.
La ocurrencia de diferentes estructuras verticales de la corriente para diferentes direcciones
del viento tiene implicancias en la estructura vertical de densidad que, consistentemente,
se pueden advertir en perfiles observados in situ de la salinidad así como en soluciones
numéricas con modelos baroclínicos. Vientos del noreste (sudoeste) producen un cambio en
el campo de salinidad consistente con una extensión hacia la costa sur (norte) del frente de
superficie y un incremento de la estratificación a lo largo de dicha costa. Cuando el viento
sopla paralelo al eje del Río, la ocurrencia de una inversión en la dirección de la corriente
entre las capas inferior y superior, incrementa o debilita la estructura vertical de salinidad. El
debilitamiento, y eventualmente quiebre de la estratificación ocurre más favorablemente como
consecuencia de vientos intensos y/o persistentes del sector sudeste. Como la alternancia
de los vientos de nordestes a sudoestes es la característica dominante de la variabilidad
del viento de superficie en escalas sinóptica a intra-estacional en la región, los vientos son
en general favorables al mantenimiento de una cuña salina en el Río de la Plata. Aunque
los vientos del noroeste normalmente no son ni intensos ni persistentes en la región, su
efecto es también la intensificación de la estratificación. Más aún, los sudestes intensos que
pueden destruir la estructura vertical no son frecuentes, sino que ocurren unas pocas veces
al año en relación con eventos ciclogenéticos (Sudestadas). PPor lo tanto, la combinación
de la geometría del Río de la Plata y la variabilidad prevaleciente de los vientos hace que el
sistema sea en si mismo eficiente en mantener la estructura de cuña salina. El hecho de que
la estratificación esté altamente afectada por la variabilidad de escala corta del viento indica
que el ciclo estacional puede explicarse no como el resultado de los vientos medios durante
cada estación, sino como una consecuencia de que el verano (invierno) está caracterizado
por una mayor frecuencia de vientos del noreste (sudoeste). En realidad, las condiciones
clásicamente definidas como características de verano o invierno (Figura 3) pueden ocurrir
durante cualquier época del año con alta variabilidad. Para ilustrar este hecho, la Figura 16
muestra composiciones (o promedios) de observaciones históricas CTD (conductividad y
temperatura en función de la presión) de salinidad para diferentes direcciones del viento. En
ella se promediaron observaciones de cruceros con una distribución modal del viento dentro
de 10 días de los sectores noreste, sudeste, sudoeste y noroeste. Los cuadros internos
representan las distribuciones modales del viento, de la estación meteorológica de Pontón
Recalada, para cada composición. Nótese que las principales características del frente de
salinidad dependen más del viento local que de la estación en la cual se obtuvieron los
datos.
Figura 15
Izquierda: perfiles
característicos de las
corrientes para vientos de
diferentes sectores, derivadas
de datos ADCP en la región
frontal del Río de la Plata.
Derecha: composiciones de
perfiles de salinidad en la
vecindad del punto donde se
observaron las corrientes del
panel izquierdo, para vientos
de los sectores noreste,
sudeste, sudoeste y noroeste.
Adaptado de Simionato et al.
(2007).
29
Figura 16
Composiciones por dirección del viento de campos superficiales de salinidad. Se
utilizaron datos de CTD de cruceros oceanográficos y vientos en la estación Pontón Recalada. Los
cuadros interiores muestran los histogramas del viento correspondientes a los datos compuestos.
La circulación gravitacional
Una cuestión remanente es si la circulación gravitacional ocurre o no en el Río de la
Plata. Las observaciones ADCP muestran que las medias temporales cambian de uno a
otro período observado, son muy pequeñas y sus desvíos estándar las exceden entre 5 y
10 veces. El análisis de las observaciones no ha sido hasta el momento capaz de extraer
una señal significativa que ocurra para todas las direcciones del viento. Evidentemente, la
circulación gravitacional es muy pequeña en comparación con la señal dominada por el
viento y la marea que ocurre en este sistema. Por lo tanto, sería necesario disponer de un
período de observaciones muy largo para filtrar la variabilidad en escalas estacional, intraestacional y sinóptica forzada por el viento para discriminar apropiadamente la circulación
gravitacional.
Plumas de los tributarios o corredores de flujo
El camino de las plumas de los principales tributarios del Río de la Plata a lo largo del
Río Superior y Medio ha sido estudiado mediante simulaciones numéricas. Aunque
existen discrepancias menores entre los resultados de las diferentes simulaciones y su
interpretación, hay consenso respecto de que para condiciones de descarga media las aguas
de los tributarios mayores del Río de la Plata fluyen formando tres plumas (o corredores
30
de flujo) principales. Las aguas de los ríos Uruguay y Paraná Guazú-Sauce-Bravo ocupan
principalmente la costa norte (uruguaya) y la parte central del canal con alguna mezcla menor
entre ellas, mientras que las aguas del Paraná de las Palmas fluyen a lo largo de la costa sur
(argentina). La ocurrencia y el patrón de las plumas o corredores están controlados por la
descarga, la geometría y la batimetría del Río de la Plata. De este modo, la costa uruguaya
está mayormente afectada por aguas del Río Uruguay y la costa argentina, por aguas del
Paraná de las Palmas. Aunque este esquema de flujo ha sido derivado de simulaciones
numéricas, es consistente con lo que puede inferirse de la conductividad, de la distribución
de sedimentos de fondo y de imágenes satelitales de color.
Figura 17
Izquierda: perfiles
característicos de las
corrientes para vientos
de diferentes sectores,
derivadas de datos ADCP
en la región frontal del
Río de la Plata. Derecha:
composiciones de perfiles
de salinidad en la vecindad
del punto donde se
observaron las corrientes
del panel izquierdo, para
vientos de los sectores
noreste, sudeste, sudoeste
y noroeste. Adaptado de
Simionato et al. (2007).
Olas
Considerando la orientación general del Río de la Plata (noroeste-sudeste) y su profundidad,
sólo las olas que se propagan desde el sudeste pueden alcanzar el Río de la Plata Interior
(Superior y Medio). En general, las olas de período relativamente largo, provenientes de las
aguas profundas del Océano Atlántico, se amortiguan y rompen a medida que se propagan
hacia el interior. Por lo tanto, se considera que la generación local de olas sobre el Río de
la Plata es la causa principal del oleaje en esa zona. Mediciones realizadas en la zona de
Costanera Sur de Buenos Aires mostraron que el rango más frecuente de los períodos se
encuentra entre los 3 y 4 segundos, siendo poco probables aquellos mayores de 7 segundos.
En cuanto a las alturas significativas, el rango más frecuente es de 0,20 a 0,60 m, siendo
improbables olas de más de 1,50 m. En el Río de la Plata Exterior el clima de olas resulta
de una combinación de olas de fondo (swell, no relacionadas con vientos locales) y las olas
marinas (generadas por vientos locales), con alturas predominantes entre 0,5 y 1,5 m y con
periodos de 4 a 6 segundos cuando prevalecen las olas marinas y 10 a 12 segundos, cuando
prevalecen las olas de fondo.
31
Figura 18
Evolución del sistema del Río de la Plata (de López Laborde, 1997).
Morfología
El Río de la Plata se encuentra ubicado en la confluencia de dos unidades fisiográficas
bien definidas: el Escudo Uruguayo-Brasileño (predominantemente granítico) y la cuenca
sedimentaria de la Pampa Argentina (con una profundidad de más de 2000 m de sedimentos
finos). En consecuencia, la costa del Río de la Plata presenta características contrastantes. A
saber: la costa uruguaya está caracterizada por playas arenosas, barras, cordones litorales
y dunas, y la costa argentina es baja, aplanada, pantanosa y con algunos cordones antiguos
de playa. La evolución geológica y paleográfica del Río de la Plata está relacionada a los
cambios relativos del nivel del mar ocurridos durante el Cuaternario Superior (Figura 18) a
lo largo de la Plataforma Continental, involucrando procesos litorales y continentales que
modelaron la costa. El lecho del Río de la Plata, dada su gran extensión, presenta una serie
de geoformas asociadas a la dinámica de los sedimentos. Estos rasgos geomorfológicos
consisten en bancos e islas (que encauzan las descargas fluviales y, al mismo tiempo,
atrapan y/o dispersan sedimentos), en cuencas erosivas (que actúan alternativamente
como receptores temporarios y como fuentes de aporte de sedimentos) y en canales (que
representan las rutas de descargas fluviales). En la cabecera del Río de la Plata, en la
transición con el Río Paraná, se ubica el amplio Delta del Paraná, que constituye la principal
geoforma del sistema interno.
32
Sedimentología
Poco se conoce acerca de la dinámica y los flujos de sedimentos a través del Río de la
Plata. La descripción básica de la sedimentología de la región fue realizada por diversos
autores entre las décadas del ’70 y ‘80. Los sedimentos provienen fundamentalmente del
río Paraná (de las Palmas y Guazú), que distribuye sus aguas de modo no homogéneo a lo
largo del Río (Figura 14) y del escurrimiento de los pequeños tributarios menores a lo largo
de la costa bonaerense. La turbidez en el Río de la Plata resulta de diversos procesos, cuya
importancia relativa cambia de una región a otra: la descarga sólida de los ríos tributarios, la
resuspensión por olas y corrientes, la resuspensión debida a la actividad antrópica (dragado,
pesca de arrastre), los procesos de sedimentación, floculación y decantación. En la zona de
la cuña salina, donde se produce el encuentro de las aguas de origen continental con las
del mar (Figura 3), se produce el efecto de floculación de los sedimentos en suspensión. En
esta región se observa una ZMT (Figura 4). Como resultado de la deposición de sedimentos
la proporción de los mismos que llega efectivamente al mar es muy baja y es por eso que
en el Río de la Plata los bancos se encuentran en constante proceso de crecimiento. No
obstante, hasta el inicio de este proyecto no se había intentado una cuantificación de los
flujos de sedimentos de una a otra área del Río. La turbulencia sobre el fondo, generada
por las corrientes de marea, el oleaje y los vientos, puede ser suficiente para mezclar y
homogeneizar la columna de agua y, además, resuspende el sedimento. Los materiales
en suspensión oscilan alrededor de los 100 mg l-1 pero muestran concentraciones que
fluctúan dependiendo principalmente de la variabilidad de los aportes del río Paraná, de la
resuspensión local debida a la hidrodinámica y posibles patrones de advección altamente
dependientes de las condiciones hidro-meteorológicas. Los principales antecedentes de
trabajos sobre la sedimentología basados en observaciones son estudios de imágenes
satelitales de la ZMT. Sin embargo, los altísimos niveles de turbidez observados en el Río de
la Plata convierten en un desafío la determinación apropiada de los valores de sedimentos
inorgánicos en suspensión y clorofila a partir de observaciones de turbidez. La calibración y
validación de modelos e imágenes satelitales requiere de gran cantidad de observaciones in
situ. Los modelos son herramientas muy útiles que reproducen procesos que de otro modo
sólo serían conocidos de la teoría o de extensivas campañas experimentales. Sin embargo,
mientras que la hidrodinámica obedece a leyes universales, los procesos sedimentológicos
dependen específicamente del lugar. De esta manera, si no se dispone de buenos y abundantes
datos de campo es imposible abordar la temática del transporte de los sedimentos finos.
Algunos parámetros hidrodinámicos (por ejemplo, el nivel del mar y la salinidad) han sido
monitoreados en el Río de la Plata durante varios años, pero otros parámetros (como ser,
las olas y la evolución temporal de los perfiles verticales de sedimentos en suspensión) han
recibido poca atención. Por ese motivo, la observación fue uno de los objetivos principales
de este Proyecto.
33
TAREAS DE CAMPO
REALIZADAS EN EL
MARCO DEL PROYECTO
TAREAS DE CAMPO REALIZADAS EN EL MARCO DEL PROYECTO
Los estudios de la dinámica sedimentológica del Río de la Plata y su variabilidad espaciotemporal, requieren de diversos tipos de observaciones hidro-sedimentológicas: turbidez,
temperatura, salinidad, corrientes, olas, sedimentos de fondo, material en suspensión y
variables meteorológicas. Teniendo en cuenta las implicancias ecológicas de la temática del
Proyecto, es importante medir, además, oxígeno y clorofila. Equipos fijos montados en puntos
geográficos específicos midiendo con alta frecuencia son útiles para proporcionar información
acerca de las escalas temporales de variabilidad, mientras que campañas oceanográficas
a lo largo del sistema fluvio-marino son complementarias, aportando información acerca
de la distribución espacial y conectando las observaciones de las estaciones fijas entre sí.
Al mismo tiempo, el sensoramiento remoto proporciona la oportunidad de observar con
una frecuencia relativamente alta. Aunque las observaciones satelitales de temperatura
superficial del mar y turbidez están altamente contaminadas por la presencia de nubes,
proveen observaciones con alta resolución espacial, que permiten complementar la vista
sinóptica de las variables y analizar su variabilidad espacio-temporal, en la medida que
puedan ser adecuadamente calibradas con observaciones in situ. En este sentido, en el
marco del Proyecto, se instalaron estaciones fijas de observación en tres sitios del Río de
la Plata, se realizaron siete campañas oceanográficas con muestreos en 26 puntos y se
procesaron imágenes satelitales MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)
y SeaWIFS (Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor) diarias de material en suspensión y
clorofila-a de alta resolución. Las campañas fueron realizadas con gran frecuencia a lo largo
del año a fin de estimar la variabilidad espacial en escala estacional y durante las mismas
se realizó la instalación y el mantenimiento de los instrumentos instalados en las estaciones
fijas. La Figura 19 muestra los sitios de muestreo; los círculos corresponden a las estaciones
fijas, mientras que los cuadrados indican las posiciones de las estaciones oceanográficas.
Los equipos fijos fueron instalados en Pilote Norden a 34° 37’ 40,01’’ S y 57° 55’ 10,56’’
W (círculo amarillo en la Figura 19) y Torre Oyarvide a 35° 6’ 0,00’’ S y 57° 7’ 48,00’’ W
(círculo naranja en la Figura 19). Adicionalmente, se instaló una boya oceanográfica, que
fue fondeada en la ZMT a 35° 12’ 0,00’’ S y 56° 24’ 0,00’’ W (círculo rojo en la Figura 19).
Las posiciones en las que se realizaron observaciones durante las campañas oceanográficas
(cuadrados negros en la Figura 16) fueron seleccionadas a fin de proporcionar una adecuada
cobertura del sistema fluvio-marino, especialmente de las regiones en las que se espera que
la variabilidad maximice.
Figura 19
Ubicación de las
estaciones fijas de
muestreo (círculos)
y de las estaciones
oceanográficas
(cuadrados). Las
líneas verdes
representan las
transectas a lo
largo de las cuales
se programó
realizar las
observaciones.
37
Estaciones fijas
En las estaciones fijas de Pilote Norden y Torre Oyarvide se instaló un equipo SMATCH
(Sonda Autónoma Multiparámetro con Transmisión y Cloración) (Figura 19). La sonda
posee sensores que miden la presión atmosférica, el nivel del agua, la temperatura y la
conductividad. Adicionalmente, se instaló un sensor de presión para olas (SP2T) y un sensor
de turbidez. Los sensores del SMATCH y el de turbidez fueron programados para medir
durante 15 minutos cada hora, mientras que el del SP2T se programó para medir cada
un segundo durante 10 minutos y se enciende cada 60 minutos. Se adquirió un conjunto
adicional de instrumentos, de modo de permitir la calibración en tierra previa a la instalación,
así como el intercambio de equipos, y como modo de garantizar las observaciones a lo largo
del período del estudio en caso de falla de alguno de ellos.
Figura 20
Izquierda y centro: Pilote Norden y Torre Oyarvide durante la instalación de los equipos.
Derecha: Equipo SMATCH de medición de temperatura, conductividad y presión, y SP2T y equipo de
medición de turbidez (derecho arriba). El panel inferior derecho muestra las tres estacas donde se
fijaron los equipos SMATCH y SP2T.
Boya oceanográfica
La boya oceanográfica monitorea variables atmosféricas (dirección e intensidad del viento,
presión, temperatura del aire, humedad y precipitación) mediante una estación automática
Väisälä y variables oceanográficas (temperatura, salinidad, presión, turbidez, oxígeno
disuelto, fluorescencia, corrientes y olas) mediante un equipo SMATCH y un Perfilador
Acústico Vertical Doppler o ADCP (Figura 21). También cuenta con un panel solar para
alimentación y dos baterías que aseguran la autonomía, así como con un GPS (posicionador
satelital) que registra la posición geográfica del equipo, un compás magnético que observa
su rumbo u orientación y una antena que trasmite los datos vía satélite.
38
Figura 21
Boya oceanográfica con la estación
meteorológica en la parte superior
(panel izquierdo), equipo SMATCH
de medición oceanográfica (panel
central) y ADCP (panel derecho).
que el transporte se incremente
(reduzca) bajo condiciones de
descarga alta (baja), los patrones
descriptos se preservan.
El equipo SMATCH, similar al instalado en las otras estaciones fijas, mide temperatura,
salinidad, presión, turbidez, oxígeno disuelto y fluorescencia y fue adquirido por duplicado.
La información de corrientes y olas (procesadas a partir de la velocidad orbital) es adquirida
por el ADCP. Éste es un WorkHorse Sentinel (Figura 21) que trabaja a una frecuencia de
1200 KHz. El ADCP fue programado para medir el campo de corrientes en la columna
de agua bajo la boya cada 0,5 m (observando hacia abajo) y almacenar la información
en dos memorias internas. Estos datos deben ser descargados manualmente durante las
campañas. Este instrumento mide, además, la intensidad del eco recibido, la cual se puede
calibrar para proporcionar una medida indirecta de la turbidez en la columna de agua.
Figura 22
Esquema del fondeo de
la boya oceanográfica.
La boya fue amarrada a dos muertos de 5 toneladas de peso que la mantienen en la zona
de interés y evitan que derive debido a la corriente (Figura 22). El uso de dos muertos en
lugar de uno tiene como objetivo, además, evitar el excesivo rolido de los instrumentos. El
ajuste final de la dirección de observación se realiza utilizando la información provista por
el compás magnético.
Campañas oceanográficas
En cada uno de los 26 puntos seleccionados para la realización de estaciones oceanográficas
(Figura 19) se muestrearon perfiles de conductividad, temperatura y presión (mediante CTD)
y se extrajeron muestras de agua y sedimentos de fondo. Los perfiles CTD fueron realizados
39
con un equipo Seabird 19 Plus (Figura 23) que registra, además de la temperatura, la
conductividad y la presión, la fluorescencia (a través de un instrumento Sea Point) y la
turbidez (mediante un OBS3+). El equipo fue programado para medir con una frecuencia de
2 Hz. Las muestras de agua fueron extraídas con una bomba sumergible marca Flygt y los
sedimentos de fondo con una draga tipo Van Veen (Figura 23).
Figura 23
Draga Van Veen
(izquierda), bomba de
agua Flygt (centro) y
CTD con turbidímetro y
fluorómetro (derecha).
Además se realizaron en cada uno de los puntos de muestreo análisis de turbidez con un
equipo de mano marca Hach y se practicó el filtrado in situ de muestras de agua para la
determinación del contenido de clorofila (Figura 24).
Figura 24
Análisis de turbidez con
un equipo marca Hach
(izquierda) y filtrado
in situ de muestras de
agua para el análisis del
contenido de clorofila
(derecha).
Entre los años 2009 y 2010 se realizaron las siguientes campañas, a bordo de buques de las
Armadas Argentina y Uruguaya (Figura 25):
a.Del 23 al 28 de noviembre de 2009 a bordo del “ARA Ciudad de Rosario”;
b.Del 17 al 20 de marzo de 2010 y 8 de abril a bordo del “ARA Ciudad de Rosario” y
“ARA Cormorán”, respectivamente.
c.Del 23 al 26 de junio de 2010 a bordo del “ARA Ciudad de Rosario”.
d.Del 23 al 25 y del 26 al 27 de agosto de 2010 a bordo del “ROU Maldonado” “ROU
Sirius”, respectivamente.
e.Del 25 al 27 y el 28 de octubre de 2010 a bordo del “ROU Maldonado” y del “ROU
Sirius” respectivamente.
f.Del 15 al 17 de diciembre de 2010 a bordo del “ARA Ciudad de Rosario”.
Entre el 30 de septiembre y el 5 de octubre de 2010 se realizó una campaña adicional de
alta resolución a bordo del “INIDEP Capitán Cánepa” (Figura 25). Durante la misma se
realizaron 18 estaciones CTD en dos transectas perpendiculares al frente de salinidad del
Río de la Plata (puntos negros en la Figura 26). Además en 3 puntos intermedios (rojos en
la Figura 26) se realizaron perfiles yoyó (subiendo y bajando el instrumento y realizando de
esta manera mediciones de la variabilidad del perfil vertical a lo largo del ciclo de marea),
con un período de 30 minutos a lo largo de 12 horas. El total de los perfiles realizados fue
de 24 en cada uno de los puntos.
40
Figura 25
Buques utilizados para la
realización de las campañas
oceanográficas.
Figura 26
Estaciones de muestreo CTD,
muestras de fondo y agua
de la campaña realizada a
bordo del Capitán Cánepa en
septiembre/octubre de 2010
41
ANÁLISIS DE DATOS
ANÁLISIS DE DATOS
Recopilación y análisis de datos históricos
de sedimentos
En el marco del Proyecto se realizó una importante tarea de recopilación y análisis de toda la
información de los antecedente disponibles respecto de la dinámica de sedimentos en el Río
de la Plata. Dichos datos fueron procesados, georeferenciados e incorporados a un Sistema
de Información Geográfica (GIS).
Sedimentos en suspensión
Trabajos anteriores (décadas del ‘60, ‘70 y ‘80) reportaron, en el Río de la Plata Superior,
valores medios de concentración de sedimentos en suspensión que oscilan entre los 60 y los
100 mg l-1, con picos de hasta 600 mg l-1. Secciones verticales de la concentración de material
en suspensión en transectas transversales al Río Superior muestran valores de un mismo
orden de magnitud, con una mezcla vertical prácticamente completa y un decrecimiento
desde la costa argentina a la uruguaya. Secciones en transectas longitudinales muestran
que las diferencias de la concentración entre el fondo y la superficie aumentan aguas abajo,
sugiriendo una mezcla menor a medida que la distancia a los tributarios aumenta. Se
compilaron también mediciones realizadas a lo largo de los canales de navegación del Río de
la Plata Superior y Medio de la concentración total de sedimentos en suspensión y diámetro
medio del sedimento (d50). Las concentraciones observadas varían entre 10 y 1.000 mg l-1,
aumentando sobre el canal Punta Indio. Los valores del d50 varían entre 4 y 8 μm, para el
Río de la Plata Superior y entre 3 y 17 μm, para el Río de la Plata Medio. Las observaciones
en el Río de la Plata Exterior muestran valores algo mayores a los correspondientes al Río
de la Plata Interior, pero también son mayormente de origen fluvial a través de la erosión del
sedimento de fondo, siendo el aporte marino prácticamente despreciable. Los antecedentes
sugieren que el ingreso de sedimentos al Río de la Plata se produce básicamente por los
aportes de sus tributarios. El material en suspensión es limo-arcilloso, con una velocidad
de caída pequeña, por lo que su concentración tiene una respuesta lenta a cambios en la
velocidad de la corriente o en la batimetría.
Sedimentos de fondo
Los antecedentes también muestran que en el Río de la Plata Superior se pueden diferenciar
tres áreas principales (ver panel izquierdo de la Figura 27): i) un área de arenas, que se observa
en asociación a la descargas de los tributarios, producto de la deposición de los sedimentos
más gruesos generalmente transportados como carga de fondo (casi exclusivamente arena
con diámetros medios de 100 a 400 μm), que conforman el frente del delta subfluvial y
la región de Playa Honda; ii) un área de limos, que se extiende aguas abajo de la zona de
arenas; y iii) un área de fangos (sedimentos predominantemente limosos, sin arena y con
poco contenido de arcilla) que se extiende hacia la costa de Buenos Aires. La distribución
de sedimentos de fondo del Río de la Plata Exterior (panel derecho de la Figura 27) muestra
una presencia importante de arenas, destacándose la existencia de bancos, una franja de
arena de playa que bordea la costa uruguaya y porciones menores de mezclas con toscas,
conchillas y fangos.
Figura 27
Izquierda:Composición
de los sedimentos
de fondo en el Río
de la Plata Superior
(adaptado de Urien,
1966).
Derecha: Composición
de los sedimentos de
fondo en el Río de la
Plata Exterior según
Ottmann y Urien,
1966.
45
ANÁLISIS DE DATOS
Esquema conceptual de la dinámica general de transporte
En base a los antecedentes disponibles sobre la temática se puede componer un esquema
conceptual de la dinámica de sedimentos basado en inferencias a partir de las observaciones.
En el mismo se diferencian tres regiones: i) en el Río de la Plata Superior y Medio la
dispersión de los sedimentos estaría determinada por la pérdida de competencia de sus
grandes afluentes, las olas y la marea; la deposición asociada da origen al delta, formado
por arenas medianas a finas y limos, sin elementos arcillosos; ii) en el Río de la Plata
Medio aumenta la concentración de arcillas por la remoción sobre el fondo que ejercen las
corrientes de marea; iii) en el Río de la Plata Exterior, la descarga fluvial sólo tiene influencia
a lo largo de la costa. Un esquema conceptual propuesto por Nagy et al. (1987), propone
una morfología de fondo que resulta de la interacción de los sedimentos con las descargas
de agua dulce, la intrusión marina y las características de la marea astronómica y la onda
de tormenta (Figura 28).
Análisis de datos satelitales de sedimentos en suspensión y clorofila-a
En el marco del Proyecto, IFREMER se procesó y puso a disposición de las instituciones
participantes imágenes SeaWIFS y MODIS diarias de alta resolución espacial (250 m y 1
km) de material en suspensión y clorofila-a. Las imágenes fueron procesadas utilizando el
algoritmo OC5 desarrollado por IFREMER para aguas altamente turbias, que permite separar
la señal de turbidez original (medida por el satélite) de modo de obtener observaciones de
clorofila-a y material inorgánico en suspensión. Hasta ese momento la calibración de las
imágenes se realizó utilizando los algoritmos desarrollados para aguas francesas, pero serán
recalibradas con los datos in situ obtenidos de las campañas realizadas, en el marco del
Proyecto.Por esta razón las conclusiones que se discuten a continuación deben considerarse
como tentativas y preliminares. Los datos analizados corresponden al período comprendido
entre el 10 de julio de 2002 y el 16 de junio de 2010. Los resultados sugieren que las
concentraciones de material inorgánico en suspensión y de clorofila-a en el Río de la Plata se
encuentran estrechamente ligadas entre sí y fuertemente vinculadas con la hidrodinámica.
La concentración de sedimentos inorgánicos en suspensión en superficie es máxima a
lo largo de la costa argentina en el Río Superior y Medio y en los extremos de la Bahía
Samborombón (Figura 28). Esto podría estar vinculado con la mayor descarga sólida del Río
Paraná respecto del Uruguay y las mayores corrientes de marea en la región, que actuarían
resuspendiendo los sedimentos y aumentando, consecuentemente, su concentración en
superficie.
Figura 28
Esquema conceptual de la
morfología de fondo propuesto
por Nagy et al. (1987).
46
ANÁLISIS DE DATOS
La concentración de sedimentos en suspensión exhibe un máximo en invierno y un mínimo en
verano (Figura 30), que podrían relacionarse, además de los ciclos de la descarga sólida, con
un aumento de la intensidad media del viento y, consecuentemente, de la altura y frecuencia
de las olas, que resuspenden el sedimento. La concentración de sedimentos inorgánicos
suspendidos se reduce drásticamente aguas abajo de la Barra del Indio, en asociación con
la región del frente de salinidad, como consecuencia de los procesos de deposición que
ocurren en esa región. Acompañando esta reducción en la concentración de sedimentos
inorgánicos, se observa un marcado incremento de la concentración de clorofila-a (Figura
31), lo cual parece vincularse con la mayor disponibilidad de luz. Las concentraciones de
clorofila-a y sedimentos inorgánicos suspendidos aumentan a lo largo de la costa uruguaya
del Río de la Plata exterior en invierno y disminuyen en verano, mientras que lo recíproco
ocurre a lo largo de la costa argentina (Figura 30 y 31). Esto parece relacionarse con el
desplazamiento medio de la pluma de agua dulce a lo largo de esas estaciones, que se
mueve hacia el sur en verano y hacia el norte en invierno, en respuesta a la variabilidad del
viento. Finalmente, la concentración de clorofila-a en el Río de la Plata, maximiza en verano,
mientras que en la Plataforma Continental lo hace en primavera (Figura 31). Una explicación
posible es que en este sistema fluvio-marino los nutrientes no constituyen un limitante al
desarrollo de algas, sino que más probablemente la temperatura y la cantidad de horas
de luz sean los condicionantes principales. En verano, la temperatura es alta, favoreciendo
el desarrollo de la vida, y la cantidad de horas de luz aumenta por efectos astronómicos.
Concomitantemente, durante esta estación y en todo el Río de la Plata, la concentración de
sedimentos inorgánicos también disminuye, constituyendo un factor favorable adicional.
Figura 29
Valor medio (izquierda) y desvío estándar (derecha) de la concentración de material
inorgánico en suspensión (arriba) y concentración de clorofila-a (abajo) para el período 10 de julio de
2002 a 16 de junio de 2010. Nótese que las escalas de las figuras son diferentes.
47
ANÁLISIS DE DATOS
Figura 30
Valor medio y desvío estándar de la concentración de sedimentos inorgánicos en
suspensión en el Río de la Plata para cada estación del año, estimados sobre los datos MODIS
disponibles para el período 2002-2010. Nótese que las escalas de las figuras son diferentes.
48
ANÁLISIS DE DATOS
Figura 31
Valor medio y desvío estándar de la concentración de clorofila-a en el Río de la Plata
para cada estación del año, estimados sobre los datos MODIS disponibles para el período 2002-2010.
Nótese que las escalas de las figuras son diferentes.
49
ANÁLISIS DE DATOS
Figura 32
Presión atmosférica (en hPa), temperatura del aire (en °C), humedad (en %),
precipitación acumulada (en mm) y vectores velocidad del viento medidos durante diciembre de 2010
en la boya oceanográfica.
50
ANÁLISIS DE DATOS
Análisis de datos in situ adquiridos en el marco del proyecto
Análisis del primer año de datos de la boya oceanográfica
La boya oceanográfica instalada en el marco del Proyecto midió datos meteorológicos
(ver, por ejemplo, la Figura 32) y una amplia gama de variables oceanográficas. Los datos
colectados permitieron, por primera vez, estudiar la variabilidad temporal de los parámetros
oceanográficos en la región y su covariabilidad (ver por ejemplo, la Figura 33). Los análisis
realizados muestran una gran variabilidad de dichos parámetros y de la turbidez en la
región en todas las escalas de tiempo observadas, desde la estacional a la sub-anual. El
impacto de la variabilidad atmosférica sobre las características de las aguas en la región
es evidente. Los resultados confirman en gran medida las hipótesis acerca de la dinámica
estuarina presentadas por diversos autores, sobre la base de análisis de otros conjuntos de
datos menos completos y de simulaciones numéricas. Los estudios preliminares deben ser
exhaustivamente evaluados y complementados con el análisis de las observaciones de olas y
corrientes colectadas con el ADCP. Se espera continuar con estos estudios a partir del 2011.
La gran variabilidad observada y la asociación con la variabilidad atmosférica sugieren que
el Río de la Plata responde rápida e intensamente a cambios en su forzante. En este sentido,
es esperable que en otras escalas no observadas en este conjunto de datos (inter-anual o
mayores) se produzcan cambios importantes, cuyo estudio sólo es posible a través de un
monitoreo continuo a lo largo de varios años.
Figura 32
Serie de temperatura escala sub-anual (azul), conductividad escala sub-anual (rojo) y
turbidez (verde) para una porción del registro de datos adquiridos por la boya oceanográfica. Los días
julianos se cuentan a partir del primer día de observación de la boya.
51
ANÁLISIS DE DATOS
Figura 34
Profundidad en metros (panel superior) y Salinidad en PSU (panel inferior) para la
estación de Torre Oyarvide en el período del 24/06/10 al 26/10/10.
Datos de los sensores SMATCH en las estaciones fijas
Los instrumentos colocados en las estaciones de Pilote Norden y Torre Oyarvide, registraron
datos de temperatura, conductividad (salinidad), turbidez, presión (para olas) y presión
atmosférica. Como ejemplo de los resultados preliminares, las figuras 34 y 35 muestran
las variables observadas durante el período comprendido entre el 24 de agosto y el 26 de
octubre de 2010 en Torre Oyarvide. Se observa gran variabilidad del nivel del mar sobre el
sensor de presión, con ciclos semidiurnos y diurnos, debidos a las diferentes componentes
de marea, así como variabilidad de más baja frecuencia, asociada al forzante atmosférico.
La salinidad tiende a ser baja durante la mayor parte del período observado, con valores
próximos a cero. Sin embargo, ocurren eventos aislados en los que la salinidad aumenta a
lo largo de algunos días u horas alcanzando valores de hasta 10 PSU. Durante estos eventos
se observan simultáneamente aumentos en el nivel del mar, descensos de la temperatura y
aumento de la turbidez, lo que sugiere que los eventos observados se vinculan con intrusión
de agua marina más fría y/o mezcla producida por efecto del viento.
52
ANÁLISIS DE DATOS
Figura 35
Temperatura en °C (panel superior), Turbidez en NTU (panel inferior) para la estación de
Torre Oyarvide en el período del 24/06/10 al 26/10/10.
Figura 36
Presión del sensor de olas, cada 1 segundo, a un período de 10 minutos, entre las 19:28
y las 19:38 horas, del 26 de octubre de 2010.
53
ANÁLISIS DE DATOS
Análisis de las muestras de sedimentos de fondo y en suspensión colectadas durante las
campañas
Los análisis de laboratorio de las muestras de sedimento de fondo (ver, por ejemplo, la
Figura 37) y en suspensión (ver, por ejemplo, la Figura 38) colectadas durante las campañas
oceanográficas permitieron realizar una caracterización de la distribución espacial de
sedimento en el Río de la Plata. La composición del sedimento de fondo muestra una
predominancia de los limos, principalmente en la zona superior y media, en relación a las
arcillas y a las arenas, siendo estas últimas las de menor porcentaje. En la zona exterior el
porcentaje de arcilla aumenta. En las estaciones ubicadas sobre la costa uruguaya en la
zona exterior se observa un pequeño porcentaje de grava.
Figura 37
Distribución espacial de la composición (en %) de las muestras de sedimento de fondo
obtenidas en la primer campaña oceanográfica, noviembre de 2009.
Las muestras de sedimento en suspensión adquiridas en todas las campañas muestran
una predominancia de limos respecto de las arcillas en la zona superior y media, con un
aumento del porcentaje de arcillas en la zona exterior. Estos resultados sugieren que las
arcillas que ingresan al sistema permanecen en suspensión y alcanzan la zona exterior,
mientras que los limos decantan en la zona interior. Además, la resuspensión de arcilla
(más predominante en el fondo) en la zona exterior podría estar favoreciendo la distribución
observada. La concentración de sedimentos en suspensión muestra, a profundidad media,
valores relativamente homogéneos, del orden de 50 mg l-1, en la zona superior, con cierta
variabilidad entre las campañas. En la región media las concentraciones son mayores que
en la región superior; además se observa menor concentración en la porción norte (hacia
la costa uruguaya) que en la porción sur (hacia la costa argentina). En la región de la
Barra del Indio se observa, en general, un aumento de las concentraciones; los valores más
bajos de concentración se registran sobre la costa uruguaya. En la zona exterior del Río
de la Plata se observan concentraciones mayores en el fondo que en la superficie, lo que
indica una variación en la vertical de la concentración, posiblemente asociada a eventos de
resuspensión.
54
ANÁLISIS DE DATOS
Figura 38
Distribución espacial de la composición de las muestras en suspensión a profundidad
media (panel superior) y cerca del fondo (panel inferior) obtenidas en la primera campaña
oceanográfica, noviembre de 2009.
55
ANÁLISIS DE DATOS
Figura 39
Datos de caudal (marrón) y de salinidad (azul) y temperatura (rojo) de la boya oceánica
durante el período en que se realizaron las campañas oceanográficas. Las barras indican los
momentos de los cruceros.
Campos de temperatura, salinidad y otros parámetros físicos observados durante las
campañas oceanográficas
La zona muestreada por las campañas oceanográficas fue monitoreada en forma continua
con la Boya Oceánica. La Figura 39 presenta la evolución temporal de la temperatura y la
salinidad medida en la boya durante el período de las campañas. En la figura se superpuso
la descarga continental total en la línea Tigre-Carmelo. La característica dominante en la
temperatura es el ciclo anual típico de clima templado. La serie de salinidad, en relación
con los valores históricos en el área de la boya (7,5 a 12,5 UPS) estuvo caracterizada por
una salinidad muy baja entre noviembre de 2009 y julio de 2010 (con valores menores a 10
UPS) y concentraciones intermedias (entre 5 y 20 UPS) entre julio de 2010 y el final del
registro en enero de 2011. El período de baja salinidad coincide con el período de extrema
descarga continental. La segunda parte de la serie, con valores similares a los históricos se
correlaciona con condiciones de caudal normal.
El área muestreada por el Proyecto durante las campañas (Figura 39) comprende una
región fluvial interior con profundidades entre 1 y 5 m y una región externa con aguas
salobres y profundidades entre 5 y 25 m. Estas dos regiones están separadas por la Barra
del Indio, un banco sumergido que impide el ingreso de agua salobre, más densa, que
penetra aguas arriba sobre el lecho marino. La distribución de los campos de temperatura y
salinidad observados en las campañas realizadas muestra, a lo largo de la Barra, gradientes
horizontales significativos, particularmente en salinidad. En lo que sigue se describen, como
ejemplo de los resultados obtenidos durante las campañas, las condiciones observadas
durante el primer crucero. Esta campaña (23 al 28 de noviembre de 2009) se realizó bajo
condiciones normales de descarga continental (con el caudal observado comprendido entre
los percentiles 25 y 75, Figura 39) y vientos leves (5,5 ± 1,6 m s-1) dominantes de entre los
sectores norte a sudeste. El campo horizontal de temperatura de superficie y fondo (paneles
superiores de la Figura 39) muestra en la zona interior del Río (al oeste de la Barra del
Indio) homogeneidad térmica horizontal y vertical con valores de temperatura de entre 22
y 23° C. La región externa, al este de la barra, muestra estratificación vertical con valores
en superficie de 21° C y de entre 16 y 18° C para la capa de fondo. Estas temperaturas
están asociadas a aguas frías ubicadas a mayores profundidades. El campo de fondo define
un frente térmico con un cambio cercano a 3° C a través de la Barra del Indio. El campo
horizontal de salinidad, tanto en superficie como en fondo (paneles inferiores de la Figura
56
ANÁLISIS DE DATOS
40) presenta un frente salino débil en la distribución de superficie pero intenso sobre el
fondo. La presencia del Canal Oriental, con mayores profundidades, a lo largo del litoral
uruguayo permite el ingreso de aguas de plataforma más salinas (salinidades superiores
a 20 UPS). El frente salino de fondo, en este caso resulta más intenso. Las condiciones de
viento persistente de los sectores norte, noreste y este durante la campaña forzó la descarga
de las aguas del Río de la Plata a lo largo del litoral argentino, no observándose gradientes
salinos significativos en superficie y sólo una débil señal en la capa de fondo.
Figura 40
Temperatura en °C (arriba) y salinidad en UPS (abajo) de superficie (izquierda) y fondo
(derecha) observada durante la Campaña 1, realizada en noviembre de 2009.
La Figura 41 muestra vectores de velocidad de corriente medidos por el ADCP de la boya
oceánica acumulados durante los días 27 al 30 de Noviembre, mostrando la trayectoria
probable del agua en dicho punto para los niveles 3 m (puntos rojos) y 9 m (puntos
azules). Los resultados confirman la deriva de agua con dirección sur-sudoeste a sur con
desplazamientos acumulados de 25 km y 4 km respectivamente.
Figura 41
Trayectoria acumulada de las corrientes observadas con
el ADCP de la boya oceánica a 3 m (rojo) y 9 m (azul)
de profundidad durante el período de la Campaña 1,
realizada en noviembre de 2009.
57
ANÁLISIS DE DATOS
Campaña de alta resolución – Octubre de 2010
La campaña de alta resolución realizada entre el 1 y el 4 de Octubre de 2010 se desarrolló
bajo condiciones de descarga continental normal con caudales de 23.100 y 19.500 m3s-1
durante los meses previos de agosto y septiembre, respectivamente (Figura 39). Los vientos
observados en la boya oceánica (Figura 42) muestran durante los días previos, 27 y 28 de
septiembre, vientos muy fuertes, con velocidades mayores que 12,5 m s-1 del este. El día
29 se observaron vientos moderados (8 m s-1) del norte y el día 30 nuevamente vientos muy
fuertes (velocidades del orden de 12 m s-1) pero del sector noroeste y oeste. Durante los días
de la campaña los vientos fueron débiles provenientes del oeste, sudoeste y noroeste. Estas
condiciones de viento indujeron sobre la posición la boya ingreso de agua de plataforma con
alta salinidad, luego restitución de aguas diluidas de origen continental, nuevamente ingreso
de agua salada y finalmente una gradual dilución durante el desarrollo de la campaña.
Figura 42
Serie temporal horaria de salinidad (línea continua azul), intensidad (línea punteada)
y dirección de viento (flechas) correspondiente a la campaña de alta resolución, incluyendo 4 días
previos a las observaciones.
El campo horizontal de temperatura de superficie y fondo (panel superior de la Figura 42)
presenta homogeneidad horizontal con valores entre 13,5 y 14,5° C para el área externa
e interna respectivamente. El campo de salinidad horizontal (panel inferior de la Figura
42) muestra un frente salino moderado en superficie e intenso en el fondo, con rangos
de salinidad de 4 a 14 UPS y de 3 a 16 UPS en el fondo. Las secciones de temperatura y
salinidad, norte y sur (Figura 43), muestran una condición de mezcla vertical total (sin cuña
salina) a excepción de las estaciones 72 y 73 que presentan una débil haloclina de 6 y 4 UPS
respectivamente. Esta condición de homogeneidad vertical ha sido forzada, probablemente,
por los vientos intensos del este (condición 1 en la Figura 42) y se ha mantenido por los
vientos de sudoeste (condición 3).
En esta campaña se realizaron 3 series de temporales de 12 hs cada una, con perfiles CTD
cada 30 minutos, 24 estaciones CTD por serie (las posiciones de muestran en la Figura
26). Las estaciones 79(1-24), 80(1-24) y 81(1-25) se realizaron desde aguas relativamente
dulces (salinidades entre 0 y 6 UPS) hacia aguas salobres (salinidades entre 12 y 16 UPS),
ubicándose la estación 80 sobre el frente de salinidad. En cada una de estas estaciones
se monitoreó la estructura vertical de salinidad, temperatura, turbidez y fluorescencia a lo
largo del ciclo dominante (semi-diurno) de la marea. La Figura 45 presenta las tres series
temporales con los valores de temperatura, salinidad, turbidez y fluorescencia de superficie
y la altura de marea relativa medida con la ecosonda científica en cada estación yo-yo. La
Figura 46 muestra la diferencia entre el fondo y la superficie (mostrando la oscilación de la
estratificación) de cada uno de estos parámetros. Las estaciones 79 y 81 responden a la
onda de marea; las crecientes están acompañadas por aumento de salinidad y disminución
58
ANÁLISIS DE DATOS
de temperatura, reflejando el ingreso de aguas de la zona externa. La estación central
(estación 80) parece responder más a la descarga de agua dulce afectada por el viento; se
observa una gradual disminución de la salinidad, con valores de 10 a 5 UPS. La evolución de
la estratificación (Figura 46), a lo largo de un ciclo de marea es significativa, con dominancia
en la estación frontal (estación 80) y en menor medida sobre la externa (estación 81). La
estación del frente salino muestra un aumento en la estratificación de 5 a 11 UPS, pero
sin cambios significativos en la temperatura. Esta oscilación es inversa a la corriente de
marea, respondiendo por lo tanto al efecto de reconstrucción de la cuña salina en ausencia
de viento significativo. La estación externa muestra debilitamiento de la estratificación en
respuesta, posiblemente a reflujo de marea observado en esta serie temporal.
Figura 43
Temperatura en °C (arriba) y salinidad en UPS (abajo) de superficie (izquierda) y fondo
(derecha) observada durante la Campaña del INIDEP, realizada en Octubre de 2010.
59
ANÁLISIS DE DATOS
Figura 44
resolución.
Sección Norte y Sur de temperatura y salinidad realizada durante la campaña de alta
Figura 45
Serie temporal de temperatura, salinidad, turbidez y fluorescencia de superficie y
oscilación de mareas en las estaciones seriadas 79, 80 y 81.
60
ANÁLISIS DE DATOS
Figura 46
Serie temporal de la diferencia entre fondo y superficie de temperatura, salinidad,
turbidez y fluorescencia de superficie, como indicador de la estratificación y oscilación de mareas en
las estaciones seriadas 79, 80 y 81.
61
MODELACIÓN
NUMÉRICA
MODELACIÓN NUMÉRICA
Modelación hidrodinámica
Implementación del módulo hidrodinámico
Los forzantes que determinan la hidrodinámica en el Río de la Plata, y que en consecuencia
tienen una gran incidencia sobre la dinámica de los sedimentos finos son: i.- su geometría y
batimetría; ii.- el ingreso del caudal fluvial continental, que interactúa con el agua de origen
oceánico; iii.- la onda de marea astronómica y de tormenta que ingresa desde la Plataforma
Continental y iv.- el viento local. La circulación gravitacional es prácticamente despreciable
y los flujos de calor y agua dulce juegan un rol varios órdenes de magnitud menor que los
factores previamente mencionados. Es una hipótesis de este trabajo que las corrientes en
la plataforma y el talud no juegan un rol significativo en determinar la dinámica del Río
de la Plata, por lo menos a los efectos de la dinámica sedimentológica. Los campos de
velocidad y salinidad tienen una incidencia directa sobre la dinámica de los sedimentos. El
campo de corrientes, su estructura vertical y la turbulencia influyen sobre la interacción del
fondo y la columna de agua (dinámica de deposición-erosión), mientras que la salinidad y la
estratificación influyen sobre la floculación y sobre la velocidad de caída de las partículas en
suspensión. Debido a esto se deben representar correctamente estos procesos en el modelo
hidrodinámico para la región. Esto implica que deben incorporarse de manera realista en las
simulaciones los forzantes externos más significativos: marea, viento, descarga continental
y forzante meteorológico remoto, así como la baroclinicidad. En la práctica, esto requiere
que el dominio de modelado se extienda a lo largo de toda la plataforma continental
para representar apropiadamente la propagación de la marea astronómica y la onda de
tormenta. Además, la topografía del fondo debe ser correctamente incorporada, dado que
ésta determina, en gran medida la circulación. Por la gran complejidad de la batimetría, en
consecuencia, la resolución de las aplicaciones numéricas en la región del Río de la Plata
debe ser muy alta.
Figura 47 Dominio de los modelos Rank0 y Rank1 y dominio de cálculo.
La conjunción del gran dominio y alta resolución requeridas, trae aparejado un costo
computacional muy alto, que puede reducirse significativamente por medio de la utilización
de un conjunto de aplicaciones anidadas. En la implementación del modelo MARS-3D
se utilizó, en consecuencia, un sistema de dos modelos anidados unidireccionalmente
de resolución progresivamente mayor, que representan zonas cuyos aspectos dinámicos
65
interesan de modo diferente a los efectos de la aplicación al Río de la Plata. El primero,
denominado Rank0 (panel izquierdo de la Figura 47), cubre completamente las plataformas
continentales argentina y uruguaya, y parte de la brasileña. Se lo utiliza para proporcionar
al modelo anidado subsiguiente (Rank1, panel derecho de la Figura 47) la elevación de la
superficie libre debida a la marea astronómica y la onda de tormenta que ingresan al Río
de la Plata desde la plataforma continental. Dado que la elevación de la superficie libre es
la variable de interés que se busca obtener con este dominio, la aplicación es bidimensional
y homogénea. Los forzantes considerados son la marea astronómica, que ingresa por los
bordes abiertos, y los campos de viento y presión atmosférica sobre la superficie libre. La
grilla elegida es regular de 0,10º en latitud por 0,12º en longitud, lo que representa una
resolución de aproximadamente 10 km. Esta resolución es suficiente para representar los
procesos de propagación de las ondas y su interacción y transformación en la plataforma.
La marea astronómica introducida en los bordes abiertos del Rank0 proviene de un modelo
global de marea denominado FES 2004, cuya resolución es de 0,1°. Se incluyeron las 14
componentes principales de marea: M2, K1, K2, 2N2, M4, MF, MM, MSQM, MTM, N2, O1, P1, Q1,
S2. Los campos de viento y presión atmosférica utilizados para forzar el modelo provienen
de los reanálisis del NCEP/NCAR (National Center for Environmental Prediction / Nacional
Center for Atmospheric Research), con una resolución temporal de 6 horas y una resolución
espacial de 2,5º. MARS-3D interpola automáticamente los forzantes a la resolución espacial
y temporal del modelo. El paso de tiempo es variable, entre 100 y 600 s, y es ajustado
por el automáticamente por el modelo en función de la estabilidad numérica de modo de
minimizar el costo computacional.
El Rank1 tiene por objetivo simular el flujo tridimensional y la dinámica de los sedimentos
finos en todo el Río de la Plata y en su interacción con la plataforma adyacente. En este caso,
debe añadirse a los forzantes incluidos en el Rank0 el aporte de los ríos Uruguay y Paraná
(en sus dos brazos, Paraná Guazú y Paraná de Las Palmas), la variación de la densidad
asociada y el oleaje. Adicionalmente, el dominio debe ser lo suficientemente grande como
para que la extensión de la pluma de agua dulce hacia la plataforma no introduzca problemas
numéricos en los bordes. Se optó por extender el dominio de modelado hasta la Laguna de
los Patos por el norte y hasta Mar del Plata por el sur. Los límites del dominio de cálculo en
la frontera oceánica se ubicaron perpendiculares a la costa. De esta forma los bordes este
y oeste se situaron aproximadamente en forma paralela a la línea Punta Rasa – Punta del
Este y el límite sur se posicionó de manera tal que la principal componente de marea (M2)
ingresa al dominio de cálculo prácticamente con su frente de onda paralelo a la frontera.
Adicionalmente, el dominio este se extendió hasta el borde de la plataforma continental,
no más allá de los 200 m de profundidad. Esto permite reducir significativamente el paso
de tiempo, haciendo el cómputo sensiblemente más eficiente al evitar la propagación de
ondas externas en aguas muy profundas, las cuales son extremadamente rápidas. La grilla
definida para representar el dominio de cálculo es regular de 0,027º en latitud y longitud,
lo que corresponde, aproximadamente, a una resolución de 3.000 m. Esta resolución es
suficiente para representar las principales variaciones topográficas del Río de la Plata, que
determinan el movimiento a mayor escala. Dado que el Rank1 debe representar los procesos
que ocurren en la zona de interacción entre el ambiente fluvial y el marítimo, o región del
frente de salinidad, la aplicación es en este caso tridimensional con 10 niveles sigma en la
dirección vertical. Las 10 capas verticales están centradas a 0,05; 0,20; 0,35; 0,50; 0,65;
0,75; 0,85; 0,90; 0,95 y 0,97 de la profundidad total en cada punto de grilla. El paso de
tiempo es variable entre 50 y 300 s, determinado automáticamente por el modelo en función
de la estabilidad numérica.
Los datos de caudal de los ríos Paraná y Uruguay utilizados corresponden a observaciones
diarias realizadas en la ciudad de Rosario para el río Paraná y la ciudad de Concordia
para el río Uruguay. Para que la configuración de los ríos tributarios resulte realista en
las simulaciones, los puntos de grilla correspondientes a los mismos fueron definidos de
manera diferente a los demás puntos del dominio de cálculo de modo de tener en cuenta las
secciones equivalentes. Para ello se recopiló información correspondiente a las secciones
66
transversales de los tributarios, que incluyen al río Uruguay y los dos brazos principales del
Paraná (Guazú y Palmas).
Para las simulaciones con MARS-3D (tanto el Rank0 como el Rank1) se generó una línea
de costa en escala 1:250.000, a partir de datos provistos por el National Geophysical Data
Center (NGDC-NOAA). Esta línea de costa de alta resolución, permite tener una buena
descripción de la complicada geometría de la región estudiada, al resolver de modo adecuado
las características del Río de la Plata y de los golfos y bahías que se encuentran a lo largo de
la Plataforma Continental. La batimetría (Figura 47) se generó en base a datos de distintas
fuentes. Para el Río de la Plata y la Plataforma Continental se utilizaron datos provenientes de
digitalización de cartas náuticas. Estos datos se completaron con información de las bases
globales ETOPO y GEBCO en regiones más profundas o en regiones como la plataforma
brasileña, donde no se dispone de observaciones de otra fuente. El objetivo fue obtener
una batimetría de alta resolución, adaptada a los requerimientos del Proyecto. Los datos
batimétricos fueron interpolados a una resolución de 500 m dentro del dominio limitado por
la región comprendida entre 25° 30’ S y 55° 30’ S y 70º 00’ W y 45º 00’ W. Los resultados
fueron suavizados, lo suficiente como para evitar grandes gradientes batimétricos en el
talud y la Plataforma Continental que podrían inestabilizar el modelo, pero sin dejar de
reproducir el fondo del modo lo más realista posible, especialmente en las regiones costeras
de interés.
Datos para la calibración hidrodinámica
El conjunto de modelos hidrodinámicos anidados descrito fue calibrado para representar
las amplitudes y fases de las principales componentes de la marea astronómica, la onda de
tormenta, las corrientes y el campo de salinidad. El ajuste de los niveles se realizó comparando
los resultados del modelo con observaciones provenientes de las estaciones mareográficas
de Argentina y Uruguay. Para validar la capacidad del modelo de reproducir las corrientes
observadas se utilizaron observaciones adquiridas con ADCPs en el período 2003-2004 en
dos puntos de la región del frente de salinidad y en un punto ubicado aproximadamente a
3.000 m de la costa de Montevideo. Los resultados del Rank1, baroclínico, fueron comparados
además con perfiles CTD de salinidad observados durante el año 2003.
Calibración de la hidrodinámica
Rank0
Dado que el Rank0 es una aplicación bidimensional, la rugosidad de fondo y el coeficiente
de viscosidad turbulenta son en este caso los parámetros de ajuste. En su versión
bidimensional MARS-3D utiliza la formulación de Strickler para determinar la rugosidad del
fondo. Se realizaron, en consecuencia, estudios de sensibilidad al coeficiente de Strickler
y al coeficiente de viscosidad turbulenta horizontal. Para ello, se llevó a cabo una serie de
simulaciones de un año y medio de duración que sólo incluyeron el forzante astronómico.
Las constantes obtenidas por análisis armónico de las soluciones para el último año fueron
comparadas con las observadas, derivadas del análisis armónico de series anuales de altura
registradas con frecuencia horaria en estaciones costeras de la Plataforma Continental
(Colonia, Buenos Aires, La Plata, Montevideo, Punta del Este, La Paloma, Torre Oyarvide, Par
Uno, San Clemente, Pinamar, Mar del Plata, San Blas, San Antonio, Punta Colorada, Puerto
Madryn, Santa Elena, Comodoro Rivadavia, Puerto Deseado, San Julián, Punta Quilla, Río
Gallegos, Punta Vírgenes, Río Grande y Bahía Thetis). El coeficiente de Strickler fue variado
entre 25 y 45. El valor final óptimo fue determinado en base a estos estudios de sensibilidad
en 36. La ecuación utilizada por el modelo para el cálculo de la viscosidad horizontal (ν)
depende del tamaño de grilla (Δx) y de un coeficiente fvisc, de modo que . El valor final óptimo
fue fijado en 5.
Como el Rank0 se corre con el fin específico de proporcionar condiciones de contorno
al Rank1, los puntos de control más importantes son los más próximos a la frontera del
67
dominio. Las estaciones mareográficas más próximas a los bordes abiertos del Rank1 son
Mar del Plata y La Paloma. La Figura 48 muestra, como ejemplo, una comparación de
observaciones directas con los resultados de la simulación de la propagación de la marea
para los valores óptimos, correspondiente a la estación Mar del Plata que revela que el
modelo representa satisfactoriamente la elevación del mar.
Figura 48
Comparación de la serie temporal de marea astronómica observada (puntos rojos) con la
obtenida de la simulación con el Rank0 (línea negra) en Mar del Plata.
Una vez ajustada la propagación de la marea astronómica se incorporó a las simulaciones
el efecto del viento y de las presiones atmosféricas observadas (reanálisis de NCEP/NCAR).
Los resultados fueron analizados comparando los niveles simulados con los medidos
en las diversas estaciones costeras de la Plataforma Continental. La Figura 45 muestra,
como ejemplo, una comparación para Mar del Plata, correspondiente a enero de 2003. El
modelo reproduce satisfactoriamente las fluctuaciones observadas de la superficie libre.
Las diferencias son probablemente más atribuibles a limitaciones en el forzante utilizado,
de resolución espacio-temporal relativamente baja, que a la capacidad del modelo de
representar la naturaleza.
Figura 49
Comparación de las series de nivel del mar observada y simulada para Mar del Plata. Los
resultados corresponden al mes de enero del año 2003.
Rank1
La calibración del modelo hidrodinámico tridimensional Rank1 requiere el ajuste de un
número mayor de parámetros: la rugosidad del fondo, la parametrización de la turbulencia
horizontal y vertical y la tensión de corte del viento (a través del coeficiente de arrastre).
Para evaluar la sensibilidad de la solución numérica a la configuración elegida, se realizaron
diversas simulaciones variando dichos parámetros. Para determinar la capacidad de
representación de cada una de las configuraciones, se realizaron comparaciones entre los
niveles y las corrientes observadas y simuladas en los sitios donde se dispone de datos.
68
En este caso, también se compararon las soluciones numéricas con perfiles de salinidad
observados. Los primeros estudios de sensibilidad fueron a la tensión de corte del viento,
en la que se consideró como caso control un coeficiente de arrastre constante de 0,0016.
Luego, se realizaron dos estudios de sensibilidad, uno con un valor constante de 0,0020
y otro considerando variable dicho coeficiente según la formulación propuesta por Large
y Pond. A continuación se realizaron estudios de sensibilidad a la rugosidad del fondo,
representada por el parámetro Z0. Este fue variado de 0,0010 a 0,0001. La sensibilidad
a la viscosidad horizontal en la formulación de Smagorinsky fue estudiada reduciendo el
coeficiente de 0,27 a 0,10. En general se observa muy baja sensibilidad de las soluciones
numéricas a los parámetros mencionados. Finalmente se hicieron estudios de sensibilidad
a la parametrización de la turbulencia vertical. Para ello, se cambió del esquema de una
ecuación propuesto por Gaspard al esquema de dos ecuaciones de Mellor y Yamada con
dos formulaciones diferentes. Los resultados revelan que para los niveles y las corrientes
el efecto es menor, pero para la salinidad es importante, generando una disminución de
los gradientes y un mejor ajuste general a las observaciones disponibles. Los resultados de
la comparación punto a punto de perfiles de salinidad muestran que los dos esquemas de
Mellor y Yamada aplicados conducen a resultados similares. Teniendo en cuenta la dificultad
de comparar directamente una solución numérica con perfiles observados, obtenidos en
puntos específicos, puede decirse que el desempeño del modelo es satisfactorio.
Figura 50
Niveles observados (azul) y simulados (negro) en varias estaciones del Río de la Plata
durante diversos períodos del año 2003. Elevaciones en m.
Se realizaron comparaciones entre el nivel medio del mar observado y simulado para
las diversas configuraciones en las estaciones mareográficas Mar del Plata, La Paloma,
Montevideo, Torre Oyarvide, Colonia y Buenos Aires. Los resultados de la comparación para
el caso control se muestra en la Figura 50, donde se observa que el modelo representa,
69
en general, adecuadamente las principales oscilaciones en todo el dominio de cálculo.
Las principales discrepancias se vinculan con eventos de tormenta y probablemente sean
más atribuibles a limitaciones en el forzante meteorológico utilizado (de baja resolución
espacio-temporal) que en la física del modelo. Finalmente, se efectuaron comparaciones de
las corrientes observadas con los ADCP y las simuladas. Las observaciones muestran, en
general, un aumento de la dispersión a medida que la profundidad disminuye (y el número
de capa del modelo aumenta). Esto refleja el efecto del viento en las corrientes. Aunque esto
se observa también en las simulaciones, la dispersión resulta menor que la observada. No
obstante, el modelo reproduce adecuadamente el rango de la velocidad y su dirección. Debe
tenerse en cuenta que la velocidad en un punto no es una medida integrada y que, por lo
tanto, la comparación realizada es muy exigente. Se concluye que, en general, los resultados
son satisfactorios y la calidad de las simulaciones suficiente como para proporcionar
forzantes adecuados a los flujos de sedimentos finos, que son el objetivo primordial del
estudio encarado en este Proyecto.
Modelación sedimentológica
Implementación del modelo
El módulo sedimentológico incluido en MARS-3D se compone de un modelo de múltiples
capas de sedimentos, que consideran los procesos de erosión, deposición y consolidación,
y de un modelo de transporte tridimensional de material particulado (advección-difusión)
cuya formulación permite tener en cuenta el transporte de distintas variables y modificar la
composición porcentual de los sedimentos del fondo de acuerdo a la sucesión de erosiones
o deposiciones de cada una de las componentes. Para la primera implementación de MARS3D se tuvieron en cuenta, como primera aproximación, dos tipos de variables sedimentarias:
arenas finas y limos. Como condición inicial de la composición del fondo se asignó a cada
celda del modelo una proporción de cada una de las variables sedimentológicas basada en
observaciones previas. Se incluyo el aporte de los sedimentos finos (limos) transportados
en suspensión como descarga sólida desde los tributarios, que fue calculada con una
metodología desarrollada específicamente para el Proyecto. Al computar la tasa de
sedimentación, el modelo calcula la concentración y la tensión de corte, pero la velocidad
de caída y la tensión de corte crítica deben ajustarse como parámetros de calibración.
Similarmente, cuando se computa la tasa de erosión, el modelo calcula la tensión de corte,
pero la erosibilidad (relacionada con el estado de consolidación del sedimento de fondo) y
la tensión crítica de erosión, también son parámetros de calibración. Se realizaron estudios
de sensibilidad en los cuales se consideraron diversas formulaciones de la velocidad de
caída de los sedimentos en función de la concentración y del tamaño de grano medio, se
tomaron valores de las tensiones críticas de erosión y deposición de trabajos antecedentes
sobre modelación sedimentológica en el Río de la Plata Interior y se adoptó un coeficiente
de erosibilidad según el rango informado en la literatura.
Figura 51
Morfología del Río
de la Plata. Los
puntos muestran una
categorización de
muestras puntuales
de suelo y unidades
morfológicas.
70
Figura 52
Distribución conceptual de
sedimentos. Las líneas azules
superpuestas representan
esquemáticamente los corredores de
flujo o plumas de los tributarios al
Río de la Plata.
Modelo conceptual del transporte de sedimentos
Como referencia para el estudio de la dinámica de los sedimentos con el modelo numérico
MARS-3D es importante partir de un modelo conceptual previo que sea puesto a prueba
durante las simulaciones. En este caso la hipótesis inicial se basa en la evidencia morfológica
del fondo del Río de la Plata, que sugiere que las texturas de los sedimentos de fondo serían
consistentes con los corredores de flujo o plumas de los tributarios (Figuras 51 y 52). En
ese sentido, una descripción conceptual a priori del transporte de sedimentos en el Río de la
Plata Interior se puede realizar a través de los ‘corredores’ Palmas, Guazú y Uruguay y una
zona de recirculación, de la siguiente manera:
1. A lo largo del corredor Palmas, la fracción gruesa de la carga transportada en suspensión
por dicho tributario (arenas finas y limos gruesos) se deposita produciendo el avance
del sub-frente sur del Frente del Delta del Paraná (50 a 75 m año-1); inmediatamente
aguas abajo de este sub-frente ocurre una deposición relativamente alta (que disminuye
marcadamente con la distancia a la desembocadura), que produce el crecimiento del
Banco Playa Honda. En esta zona, la textura de los sedimentos de fondo predominante
es de limos y suelos franco-limosos.
2. A largo del corredor Guazú, la fracción gruesa de la carga en suspensión provista
por dicho tributario mantiene el avance del sub-frente norte del Frente del Delta del
Paraná, a una tasa media de aproximadamente 25 m año-1. Esta zona muestra texturas
de sedimento de fondo predominantes del tipo arenas y suelos franco-arenosos. La tasa
de deposición es alta en el Río de la Plata Superior, permitiendo también el crecimiento
del Banco Playa Honda. En esta región, en la zona del Río de la Plata Intermedio, se
mantienen naturalmente profundidades relativamente altas, lo que indica tasas de
deposición bajas.
3. A lo largo del corredor Uruguay, la mayor parte de las arenas finas en suspensión
transportadas por dicho tributario se depositan luego de la desembocadura, por lo que
en el fondo dominan las arenas y suelos franco-arenosos. Las tasas de deposición son
más bajas que en otras regiones. Aguas abajo, hasta el final del Banco Grande de Ortiz,
dominan como texturas de fondo los limos y los suelos franco-limosos. Luego de esta
última sección, la influencia del océano se hace importante predominando los suelos
franco-arcillo-limosos.
4. En la zona de recirculación, dominan las texturas de arcillas, así como en una pequeña
zona en la costa uruguaya, en proximidades de Montevideo.
71
Análisis de sensibilidad del módulo sedimentológico de MARS-3D
Se realizó un ajuste preliminar del modelo sedimentológico a partir de datos históricos
(observaciones colectadas durante campañas realizadas en 1966 e información recabada
a lo largo de los canales de navegación en 1992) y las observaciones adquiridas durante
las primeras campañas del Proyecto. Un análisis de todas las observaciones muestra una
tendencia decreciente de la concentración de sedimentos desde la costa argentina hacia la
uruguaya. La similitud generalizada de los valores de fondo y superficie en el Río de la Plata
Superior sugiere que la mezcla vertical es significativa. Los datos de las tres campañas
iniciales del Proyecto permitieron establecer que la variabilidad temporal de la concentración
de sedimentos suspendidos aumenta desde el Río de la Plata Interior hacia el Exterior y es
máxima aguas abajo de la Barra del Indio.
Simulaciones
Durante el Proyecto se realizaron una serie de simulaciones que tuvieron como objetivo
precalibrar el modelo numérico con las observaciones disponibles en ese momento y
contribuir a mejorar la comprensión de la dinámica sedimentológica en el Río de la Plata.
Como primera aproximación sólo se consideró la descarga de sedimentos finos sin tener en
cuenta el proceso de consolidación. Se modelaron dos tipos de variables sedimentológicas
(arenas finas y limos) y se generaron condiciones iniciales para la composición del material de
fondo en función de la interpretación de antecedentes. Así, los parámetros sedimentológicos
que debieron ser especificados en las simulaciones fueron: la velocidad de caída del
sedimento en suspensión, la constante de erosibilidad, la tensión crítica de deposición, la
tensión crítica de erosión y la capa inicial de sedimentos de fondo. Se realizaron dos tipos de
simulaciones en condiciones simplificadas. En la primera serie, sin viento, se incluyó como
forzante del modelo hidrodinámico únicamente a la marea astronómica. En la segunda
serie, con viento, se incluyó el efecto atmosférico local en el dominio de simulación. En
ambos casos la simulación tiene un año de duración con el objetivo de evaluar los efectos
de la estacionalidad en la descarga de los tributarios (particularmente del Paraná) y de los
vientos. En ninguna de estas series de simulaciones se incluyo el oleaje como forzante.
Figura 53
Resultados de un ensayo con velocidad de caída de 0,025 mm s-1, tensión crítica de
erosión de 0,15 N m-2 y tensión crítica de deposición de 0,10 N m-2. Las líneas muestran la solución
del modelo a lo largo de los canales de navegación para cada mes del año, mientras que los puntos
corresponden a observaciones realizadas entre marzo y abril de 1992.
72
Resultados e interpretación preliminar
Simulaciones sin viento
El primer grupo de ensayos tuvo por objetivo comprender las diferencias en el mecanismo
de deposición que resultan de considerar diferentes velocidades de caída del sedimento;
por esa razón en estos ensayos no se consideró el proceso de erosión. Los resultados de
las simulaciones reproducen de manera satisfactoria las observaciones realizadas durante
1992 a lo largo de los primeros 120 km de los canales de navegación cuando se considera
una velocidad de caída relacionada con un d50 de 5 μm. Cuando se incorporó el mecanismo
de erosión, el modelo produce una zona de erosión observada en la naturaleza entre los
kilómetros 130 y 200 del canal de navegación, que origina un aumento de la concentración
de sedimento. En los ensayos resulta evidente la sensibilidad de los resultados a la velocidad
de caída del sedimento y a la tensión crítica de erosión. La mejor correspondencia con las
observaciones ocurre cuando se considera una velocidad de caída de 0,025 mm s-1 y una
tensión crítica de erosión de 0,15 N m-2 (Figura 53). Los diferentes ensayos sugieren que la
hipótesis de que en este tramo del Río de la Plata se puede suponer que la mezcla vertical
es muy abundante, es correcta. Una comparación de los resultados de este ensayo numérico
con las observaciones adquiridas durante la primera campaña del Proyecto se resume en
la Figura 54. El desempeño cuali-cuantitativo es adecuado, aún cuando no se completó el
ajuste de los parámetros de calibración. Los valores relativamente altos de concentración
registrados en la zona exterior del Río de la Plata no son explicados por el modelo en su
actual configuración. Una hipótesis es que los mismos estarían asociados a sedimentos
provenientes del Océano o a eventos de resuspensión de sedimentos de fondo generados
por forzantes no representados en estas simulaciones (por ejemplo oleaje o efecto del viento
en las corrientes y el nivel del mar). Otra hipótesis es que correspondan al porcentaje de
material fino en suspensión (arcilloso) no incluido en esta configuración.
Figura 54
Concentración de sedimentos en suspensión en los puntos
de la campaña primera del Proyecto (noviembre de 2009). En amarillo se
muestran los valores observados. Los colores rojo, verde y azul corresponden,
respectivamente, a los valores mínimo, medio y máximo derivados de la
simulación.
73
A pesar de la relativa simplicidad de la configuración del modelo sedimentológico, los
resultados obtenidos permiten comprender los mecanismos básicos que intervienen en la
dinámica de los sedimentos suspendidos en el Río de la Plata Interior. Cuando el efecto del
viento es menor se produce disminución en la concentración por la deposición de una gran
parte del material en el tramo superior del río y cuando la erosión se da en la parte inferior
(Río de la Plata Intermedio) conduce al incremento de la concentración.
. Para complementar esta descripción, la Figura 55 muestra las regiones en las cuales,
durante el período simulado, sólo actuó el mecanismo de deposición (en azul), el de erosión
(en celeste), ambos (en blanco) o ninguno de ellos (en verde). Se observa una amplia zona de
deposición que se desarrolla aguas abajo del Frente del Delta. Además, se observan zonas
definidas de erosión en el Río de la Plata Intermedio, acompañadas de zonas de deposición
de ese material aguas abajo, en la región de la Barra del Indio. Este patrón de erosión/
deposición es consistente con las inferencias de estudios previos en base a observaciones.
Figura 55
Zonas en las que actúan mecanismos de erosión (en
celeste), deposición (en azul), ambos (en blanco) o ninguno de
ellos (en verde) para los distintos ensayos numéricos realizados.
La evolución del espesor de la capa de fondo (inicialmente de 0,15 m) a lo largo de la ruta
de navegación (Figura 56) muestra agradación en la zona superior. A lo largo del resto
de la ruta predomina la erosión, aunque se observan zonas con efectos combinados. Los
resultados indican que, con el tiempo, se afianzan las zonas de deposición y erosión netas,
por lo cual es evidente que este patrón de evolución no es sustentable, ya que implica una
erosión sostenida en el Río de la Plata Intermedio que no se observa en la naturaleza. Dado
que las simulaciones se realizaron sin considerar el efecto del viento, se especula con que
durante las grandes tormentas (asociadas a Sudestadas y/o Pamperos) se produce una
redistribución de material de fondo, que rellena las zonas de erosión. La Figura 57 muestra
las envolventes de los valores concentración de sedimentos para el año de simulación a
lo largo del canal de navegación para un nivel intermedio del modelo, conjuntamente con
las observaciones colectadas en 1992. El hecho de que los valores medidos tiendan a ser
algo superiores a la envolvente de máximos puede atribuirse a una diferente descarga de
sedimentos durante el año de observación (1992), durante el cual el caudal del Río de
la Plata era mayor que durante el año simulado (2002). La pequeña diferencia entre las
envolventes de fondo, profundidad media y superficie es consistente con la idea de mezcla
casi completa en la vertical en el Río de la Plata Superior.
74
Figura 56
Evolución temporal del espesor de la capa de fondo de sedimentos en la ruta de
navegación de Royal Boskalis y Ballast Ham Dredging (1992) para cada mes de simulación entre
marzo de 2002 y diciembre de 2003.
Figura 57
Envolventes de la concentración de sedimentos en suspensión para un nivel intermedio
en la vertical de la simulación numérica de 2002. Los puntos corresponden a las observaciones de
Royal Boskalis y Ballast Ham Dredging (1992).
Simulaciones con viento local
En el caso de las simulaciones con viento local, la observación global de los resultados
indica que, excepto en algunas regiones puntuales, el modelo proporciona valores de
concentración de sedimentos que respetan tanto el orden de magnitud como el rango de
los valores observados (ver, por ejemplo, la Figura 58). Nótese que tanto el rango observado
como el simulado son grandes.
75
Figura 58
Resultados de la simulación con
viento para la concentración de sedimentos
en suspensión en superficie para la estación
13 de muestreo. Las líneas azul, roja y verde
muestran los valores observados en ese
punto durante las tres primeras campañas
del proyecto.
Los valores medios de concentración de sedimentos en suspensión para el año completo de
simulación (Figura 59) muestran cuatro regiones en las cuales esta variable maximiza tanto
en el fondo como en la superficie. Ellas son: el Río de la Plata Superior, en proximidades
del Frente del Delta del Paraná; en la zona de Punta Piedras y en proximidades de Punta
Rasa. La concentración de sedimentos en el fondo siempre es superior a la de superficie,
aunque no cambia el orden de magnitud, y ambos campos muestran un marcado gradiente
de concentración en la región de la Barra del Indio. La simulación presenta un mínimo de
concentración entre los máximos asociados a las regiones del Río de la Plata Superior en
proximidades del Delta y la región de Punta Piedras, lo que indicaría que los extremos en la
concentración no están directamente vinculados. En el Río de la Plata Superior el máximo se
debe mayormente al aporte de los tributarios. En la región de Punta Piedras las corrientes
de marea aumentan significativamente, lo cual produce la resuspensión de los sedimentos.
El patrón de variabilidad para el año simulado (desvío estándar) es consistente con el de
las observaciones, así como el mínimo de concentración a lo largo de la costa uruguaya,
entre Colonia y Montevideo. Sin embargo, también en esta última región, las observaciones
muestran concentraciones de sedimentos mayores que las simulaciones.
Media Anual Fondo
Media Anual Superficie
Figura 58
Desvío Estándar Anual Fondo
76
Desvío Estándar Anual Superficie
Paneles
superiores:
media sobre el la
simulación con
viento para el año
2003 (en gr l-1) de
la concentración
de sedimentos
en suspensión
en la capa
de superficie
(derecha)
y de fondo
(izquierda) de
modelo. Paneles
inferiores: desvío
estándar del
mismo parámetro
(en gr l-1).
Enero
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
Nomviembre
Diciembre
Figura 60
55. Campos medios mensuales de la concentración de sedimentos en suspensión en el
fondo (en gr l-1) derivados de la simulación numérica.
77
Se observa, además, abundante variabilidad inter-mensual en las siguientes regiones: i)
en el Río de la Plata Superior en proximidades de los tributarios, donde la dinámica está
fuertemente afectada por la descarga sólida y la sedimentación; ii) en Punta Rasa y Punta
Piedras, donde la dinámica está fuertemente vinculada con la marea; en efecto, la distribución
de la concentración de sedimentos en suspensión mostrada por el modelo en estas regiones
coincide con las regiones en las que la corriente de marea y la disipación energética de la
marea por fricción de fondo maximizan (ver Figura 11); y iii) en Punta Piedras-Montevideo
y la Barra del Indio donde la dinámica parece asociarse en alguna medida con el efecto del
viento (Figura 60). Para confirmar lo antedicho, la Figura 61 muestra ejemplos de series de
tiempo de la solución numérica a lo largo del año para distintos puntos del Río de la Plata, que
caracterizan las regiones mencionadas. Entre el Río de la Plata Superior y Medio, el efecto de
la descarga continental es importante, con un aumento de la concentración de sedimentos
suspendidos entre los meses de marzo y mayo (ver por ejemplo, Colonia en la Figura 61).
En estas regiones la variabilidad de alta frecuencia asociada a la marea tiene un efecto en
la concentración de los sedimentos suspendidos; éste aumenta claramente a medida que
el punto considerado se encuentra progresivamente más lejos de la desembocadura de
los tributarios. En las regiones próximas a Punta Piedras y Punta Rasa, la variabilidad a lo
largo del año de la concentración de sedimentos, tanto en la superficie como en el fondo,
se asocia fundamentalmente a los ciclos de sicigias a cuadraturas de la marea, con algunos
picos esporádicos que, según sugiere la elevación de la superficie libre, se deben al efecto
del viento. Finalmente, en el Río de la Plata exterior (sitios tales como Montevideo, Punta del
Este, Boya Oceánica y Banco Inglés) la concentración de sedimentos tanto en el fondo como
en la superficie es mucho más irregular a lo largo de la simulación y se vincula en mayor
medida con el efecto del viento que con la marea.
Sedimentos capa de fondo
Figura 61
Sedimentos capa superficial
Elevación de la superficie libre
Series de tiempo de la concentración de sedimentos en la capa de fondo (izquierda), capa
de superficie (centro) y elevación de la superficie libre (derecha) para distintos puntos del Río de la
Plata, que caracterizan las diferentes regiones según sus forzantes.
78
Para observar mejor la relación entre la concentración de sedimentos en suspensión, el
viento y la marea, se observó el comportamiento conjunto del viento, la elevación de la
superficie libre y la concentración de sedimentos en la capa de fondo y en la superficie a
lo largo de diversos períodos de tiempo. Como ejemplo, se observa en la Figura 62 que el
viento juega un rol menor en la determinación de la concentración de los sedimentos en
el Río de la Plata Superior y Medio. En la parte exterior (por ejemplo, en la posición de la
boya oceanográfica) la concentración, en cambio, está mayormente condicionada por las
condiciones meteorológicas.
Para analizar en más detalle el efecto del viento sobre la concentración de sedimentos en
suspensión se calcularon composiciones de los campos simulados para cuatro direcciones
características del viento, noroeste, noreste, sudoeste y sudeste, según sectores de 45°
centrados en los mismos, que, acorde con trabajos anteriores determinan la dinámica de
las corrientes en el Río de la Plata.
Colonia
Boya Oceanográfica
Figura 62
Vectores de viento (paneles superiores) y series de tiempo de la elevación de la superficie
libre (verde), la concentración de sedimentos en la capa de fondo (rojo) y en la capa de superficie
(negro) en distintos puntos del Río de la Plata.
79
Los resultados se muestran en las Figuras 63 y 64, que representan promedios de las
soluciones numéricas para los momentos en los cuales (punto a punto) el viento soplaba de
las direcciones mencionadas. Los resultados revelan que los vientos sólo parecen afectar la
concentración de sedimentos suspendidos en la superficie en las regiones de la Barra del
Indio, en el Río de la Plata Superior en proximidades de la desembocadura de los tributarios
y en Punta Rasa. Se observan mayores anomalías de la concentración de sedimentos en
superficie para vientos con una componente del norte, con un aumento (disminución) de
la concentración en las regiones mencionadas para vientos del noroeste (noreste). Vientos
con componente sur parecen tener un efecto menor, con una disminución aguas arriba (un
aumento aguas abajo) de la Barra del Indio de la concentración. El comportamiento de los
sedimentos en suspensión en la capa de fondo es algo diferente. Para vientos del noreste se
produce una disminución generalizada de la concentración, que maximiza en la Barra del
Indio y Montevideo y parece vincularse con el desplazamiento de la pluma de agua dulce
hacia la costa sur asociado a estos vientos. Para vientos del sudoeste, la advección de la
pluma hacia la costa uruguaya se manifiesta como un aumento de la concentración de
los sedimentos en proximidades de Montevideo y una disminución en Punta Piedras. Para
vientos del noroeste (sudeste) se observa un aumento (disminución) de la concentración en
el Río de la Plata Superior, la Barra del Indio y Punta Rasa.
Figura 63
Composiciones de la anomalía de la concentración de sedimentos respecto de la media
anual en función de la dirección del viento para la capa de superficie del modelo.
Según esta simulación, entonces, la variabilidad de la concentración en la costa uruguaya
está mayormente vinculada a la rotación del viento del sector sudoeste al noreste que
caracteriza la variabilidad atmosférica en la región.
80
Figura 64
Composiciones de la anomalía de la concentración de sedimentos respecto de la media
anual en función de la dirección del viento para la capa de fondo del modelo.
Los diversos forzantes de la simulación impactan de manera diferente en los procesos de
erosión/deposición. El efecto de la descarga continental es evidente en la desembocadura
del principal tributario, el Río Paraná Guazú, que transporta la mayor parte del agua y los
sedimentos que ingresan al sistema y, en menor medida en la desembocadura del Paraná
de las Palmas y Colonia. En el resto de los sitios se observa un crecimiento o decrecimiento
monótono del espesor que, en ocasiones, erosiona completamente la capa establecida
inicialmente. El efecto de la marea y, particularmente, del viento, se hace más evidente a
medida que los puntos se encuentran más alejados de los tributarios. Para observar mejor
el efecto del viento, la Figura 65 muestra el espesor de la capa de fondo (en m) y los
vectores viento en un punto localizado en la porción sur de la Barra del Indio a lo largo de
la segunda mitad del año de simulación. Más allá del crecimiento monótono asociado a la
deposición semipermanente de sedimentos en este punto, el efecto del viento se manifiesta
como episodios de intensa erosión, como los que ocurren alrededor del 10 de agosto o el
20 de noviembre.
81
Figura 65
Espesor de la capa de fondo (en m) y vectores viento en un punto localizado en la porción
sur de la Barra del Indio a lo largo de la segunda mitad del año de simulación.
Finalmente, se calcularon composiciones del espesor de la capa de fondo y su anomalía
para diferentes direcciones del viento (Figura 66). Para vientos con una componente norte
(noroeste y noreste) se observa un aumento de la deposición en el Río de la Plata Superior y
un aumento de la erosión en la costa sur del Río de la Plata Medio. En la porción externa del
Río y la región de la barra, así como en proximidades de Montevideo, se observan patrones
opuestos de erosión/deposición para estas direcciones del viento. Para vientos del sudoeste
el patrón es casi inverso al observado para vientos del sector noreste. Para vientos del
sudeste el patrón es más homogéneo, con una deposición generalizada a lo largo de toda
la costa sur. Para esta dirección del viento la Barra del Indio es erosionada en su porción
exterior, mientras que se acreciona en su parte interior.
82
Composición del espesor de la capa de fondo para diferentes direcciones del viento
Composición de la anomalía del espesor de la capa de fondo para diferentes direcciones del viento
Figura 66
Composiciones del espesor de la capa de fondo (arriba) y de su anomalía respecto de la
media anual (abajo) en función de la dirección del viento.
83
Ensayos de laboratorio
En el marco del Proyecto se realizaron ensayos de laboratorio de columnas de sedimentaciónconsolidación de sedimento fino. El objetivo de dichos ensayos es conocer las características
de estos procesos y determinar la variación temporal de los mismos. Debido a que los
procesos de deposición y consolidación generalmente ocurren en la dirección vertical, con
un movimiento descendente del sedimento y ascendente del agua, se considera razonable
simular estos procesos con condiciones 1D en laboratorio. Para realizar los ensayos se
cuenta con muestras de sedimento de fondo extraídas en las campañas 4 y 5 del proyecto.
Para realizar los ensayos se construyó un dispositivo formado por 3 columnas de 2 metros
de altura de PVC (transparente) y 88 mm de diámetro (Figura 67). El dispositivo consiste de
una base de hierro donde se apoya cada columna y una parte superior donde se enganchan
las mismas de forma de permanecer verticales. Se adosaron a las columnas cintas métricas
para realizar las mediciones. La metodología general del ensayo consiste en verter una
cantidad determinada de una muestra de barro en suspensión bien mezclada y medir la
variación temporal de la interfase.
Se realizaron dos series de ensayos, cuyos objetivos específicos son: 1- Determinar la
influencia de la concentración inicial del depósito en las curvas de consolidación para el
sedimento del Río de la Plata, y 2- Determinar la influencia de las características del depósito
en las curvas de consolidación para el sedimento del Río de la Plata.
Los ensayos realizados variando la concentración de sedimento en la columna muestran una
modificación en los tiempos de consolidación en función de la misma pero un comportamiento
igual en todos los casos. Por otro lado, los ensayos realizados utilizando materiales de
diversa composición muestran una variación en la forma de sedimentación decantación en
función de la composición, siendo muy rápidos los procesos cuanto más material limoso
haya en la columna y más lentos a medida que los materiales finos aumentan su proporción
(arcillas). Si bien hay diferencias entre las condiciones de laboratorio y las condiciones
reales, los procesos simulados en los ensayos permiten prever ciertos comportamientos en
la realidad, principalmente a lo que se refiere a los procesos de sedimentación consolidación
del sedimento en suspensión en una capa cercana a la de fondo en situaciones posteriores a
un evento de resuspensión. En ese caso, los resultados muestran procesos diferentes según
la zona del Río de la Plata, que sirven como guía a los trabajos de modelación numérica de
la dinámica de sedimento fino en el Río de la Plata y aportan al conocimiento general de
dicha dinámica.
Figura 67
Dispositivo utilizado para
realizar los ensayos de
laboratorio de columnas de
sedimentación-consolidación
de sedimento fino extraído
del fondo del Río de la Plata.
Primera serie de ensayos.
85
Conclusiones
La colección de datos remotos e in situ conjuntamente con la aplicación de modelos numéricos
al estudio de la dinámica hidro-sedimentológica del Río de la Plata en el marco del Proyecto
FREPLATA-FFEM ha contribuido significativamente a mejorar nuestro conocimiento de los
procesos que ocurren en este importante sistema costero. Se presentan a continuación las
principales conclusiones sustantivas del Proyecto, es decir, las asociadas a una mejora en el
conocimiento de la dinámica hidro-sedimentológica del Río de la Plata.
Los datos in situ permiten, por primera vez, estudiar la variabilidad temporal de numerosos
parámetros oceanográficos en la región y su covariabilidad. Los resultados muestran que
dichos parámetros y la turbidez exhiben gran variabilidad en todas las escalas de tiempo
observadas, desde la estacional a la sub-anual. La asociación de esta gran variabilidad con
la de la atmósfera sugiere que este sistema responde rápida e intensamente a cambios en
sus forzantes. En este sentido, es esperable que en otras escalas no observadas en este
conjunto de datos (inter-anual o mayores) se produzcan cambios importantes, cuyo estudio
sólo es posible a través de un monitoreo continuo a lo largo de varios años.
Los resultados del análisis de las imágenes satelitales de sedimentos inorgánicos
suspendidos en superficie indican que su concentración es máxima a lo largo de la costa
argentina del Río de la Plata Superior y Medio, lo que está vinculado con la mayor carga de
sedimentos del río Paraná respecto del Uruguay y con las corrientes de marea más intensas.
La concentración de sedimentos exhibe un máximo en invierno y un mínimo en verano, que
está relacionado con el período de aporte de sedimentos desde los tributarios y con un
aumento de la intensidad media del viento -y, consecuentemente, de la altura y frecuencia
de las olas que resuspenden el sedimento-. La concentración de sedimentos inorgánicos
suspendidos se reduce drásticamente aguas abajo de la Barra del Indio, en asociación con
la región del frente de salinidad, donde influyen los procesos de floculación y consecuente
decantación que ocurren en esa región.
Los resultados del análisis de las imágenes de clorofila-a sugieren que esta variable está
condicionada por los sedimentos y estrechamente ligada con la hidrodinámica. En efecto,
en la zona de la Barra del Indio, la reducción de la concentración de sedimentos inorgánicos
es acompañada por un marcado incremento de la concentración de clorofila-a, lo cual se
vincula con la mayor disponibilidad de luz. Las concentraciones de clorofila-a y sedimentos
inorgánicos aumentan a lo largo de la costa uruguaya del Río de la Plata exterior en invierno
y disminuyen en verano, mientras que lo recíproco ocurre a lo largo de la costa argentina
del Río Exterior. Esto parece vincularse con el desplazamiento medio de la pluma de agua
dulce a lo largo de esas estaciones, que se mueven hacia el sur en verano y hacia el norte en
invierno, en respuesta a la variabilidad del viento. Finalmente, la concentración de clorofila-a
en el Río de la Plata es máxima en verano, mientras que en la Plataforma Continental lo es
en primavera. Una explicación posible es que en este sistema fluvio-marino los nutrientes no
constituyen un limitante al desarrollo de algas, sino que más probablemente la temperatura
y la cantidad de horas de luz sean los condicionantes principales. En verano, la temperatura
es alta, favoreciendo el desarrollo de la vida y la cantidad de horas de luz aumenta por
efectos astronómicos. Al mismo tiempo, durante esta estación y en todo el Río de la Plata,
la concentración de sedimentos inorgánicos también disminuye, constituyendo un factor
favorable adicional.
En relación con la dinámica de los sedimentos, la interpretación de los datos disponibles
muestra que las texturas de sedimentos de fondo predominantes son consistentes con la
hidrodinámica de los corredores de flujo y la concentración de sedimentos en suspensión.
Se efectuaron simulaciones numéricas de la dinámica sedimentológica forzada por la
descarga continental, el viento local y la marea astronómica. Con ese fin se desarrolló
una metodología para la obtención de series temporales diarias de descarga sólida para
87
CONCLUSIONES
material fino y grueso en los ríos Paraná de las Palmas y Paraná Guazú que se basa en
datos continuamente accesibles, lo que la torna de suma utilidad para estudios de
gestión del recurso. La comparación de las soluciones numéricas obtenidas con los datos
adquiridos durante las campañas oceanográficas y datos históricos muestra que el modelo
reproduce adecuadamente el orden de magnitud y el rango de variabilidad exhibido por
las observaciones. La comparación de la solución numérica con observaciones satelitales
MODIS indica que con el grado actual de desarrollo, el modelo reproduce razonablemente las
zonas de máxima concentración de sedimentos suspendidos en el Río de la Plata Superior,
las proximidades y el norte de Punta Piedras y Punta Rasa. A lo largo de la costa norte,
entre Colonia y Montevideo, y a lo largo de la costa sur, en proximidades de Buenos Aires,
el modelo subestima la concentración de sedimentos. La inclusión de olas en la simulación,
aún no consideradas, incrementará la resuspensión de los sedimentos en las zonas someras
del Río de la Plata, dando lugar a un incremento generalizado de la concentración.
El análisis de las simulaciones permitió hacer inferencias acerca de los procesos físicos
que determinan la dinámica sedimentológica en el Río de la Plata. En este sentido, se
concluye que éste puede dividirse en cuatro regiones fundamentales en términos de dichos
procesos:
1. En el Río de la Plata Superior la dinámica está dominada por la deposición de
sedimentos provenientes de los tributarios y, en menor medida, por la marea. En esta
región el viento impacta como tercer forzante en orden de magnitud, advectando el
sedimento junto con el agua.
2. En el Río de la Plata Medio la concentración de los sedimentos en suspensión se
reduce significativamente, como consecuencia de que los sedimentos decantan
mayoritariamente en la región precedente.
3. En proximidades y al norte de Punta Piedras, en condiciones hidro-meteorológicas
moderadas, los sedimentos son resuspendidos por efectos de la marea, que incrementa
su magnitud significativamente hacia la Punta. En cambio, durante las grandes
tormentas esta región probablemente se rellene, de modo de conducir al relativo
equilibrio morfológico observado en la naturaleza. En esta zona se observa una fuerte
vinculación entre la concentración de los sedimentos suspendidos y los ciclos de sicigias
y cuadraturas de la marea.
4. En la región comprendida entre Punta Piedras y Montevideo y la Barra del Indio, en
condiciones hidro-meteorológicas moderadas se produce la deposición del sedimento
resuspendido en la zona anterior. Aquí el efecto del viento es máximo y el de la marea
mínimo. Durante las grandes tormentas, se resuspende el material depositado, generando
erosión la erosión de los depósitos.
88
PROSPECTIVA
Prospectiva
La buena dinámica grupal de los participantes del Proyecto augura fructíferas colaboraciones
futuras y se está trabajando en la redacción de nuevas propuestas para proyectos de
investigación. Es posible que alguna de ellas pueda prosperar en el marco de la UMI-IFAECI
(Unidad Mixta Internacional “Instituto Franco-Argentino para el estudio del clima y sus
impactos”). Las tareas posibles para el futuro incluyen:
1. El análisis exhaustivo de las observaciones remotas e in-situ adquiridas en el marco del
Proyecto FREPLATA-FFEM durante 2009-2011 para incrementar la comprensión de la
dinámica de los sedimentos finos en el Río de la Plata y su variabilidad. Esta tarea puede
involucrar muchos meses (y hasta años) de trabajo para un equipo de investigadores
calificados y, dada la riqueza de los datos, se espera que concluya en por lo menos una
Tesis Doctoral.
2. Completar/ajustar la calibración del modelo MARS-3D en base a dichos datos y los
resultados del análisis mencionado, a fin de disponer de una herramienta de estudio,
pronóstico y gestión de la dinámica de los sedimentos finos en el Río de la Plata.
3. Incorporar, en los modelos, procesos más complejos vinculados con la dinámica
sedimentológica, no incluidos en las investigaciones iniciales.
4. Estudiar la sensibilidad del sistema a la variabilidad observada de los diversos
forzantes (vientos, mareas, olas).
5. Explotar las herramientas desarrolladas para estudiar escenarios de variabilidad
climática natural y cambio climático.
6. Desarrollar algoritmos específicos de calibración de los datos satelitales de turbidez
para el Río de la Plata, que permitan obtener observaciones confiables de la turbidez y
concentración de sedimentos.
Las observaciones realizadas en el marco del Proyecto cubren más de un año, lo cual
permitirá obtener valiosa información acerca de los procesos hidro-sedimentológicos que
ocurren en el Río de la Plata fundamentalmente en las escalas de tiempo cortas, dominadas
por la variabilidad de escala sinóptica del viento (escala de las tormentas) o menores.
Pese a los grandes esfuerzos observacionales realizados, la determinación de los impactos
del ciclo estacional no será adecuada, debido a que el mismo se encuentra fuertemente
modulado por ciclos de variabilidad natural en escalas más largas, denominada variabilidad
interanual. La variabilidad en estas últimas escalas no habrá sido muestreada en sólo un
año. En este sentido es importante notar que el Río de la Plata se encuentra fuertemente
afectado por el fenómeno conocido como El Niño-Oscilación del Sur o ENSO (las fases
cálida y fría del fenómeno son conocidas como El Niño y La Niña, respectivamente), con
escalas de variabilidad del orden de 3 a 4 años. En gran medida como consecuencia de
este proceso, aunque la descarga media de los tributarios al sistema es del orden de los
22.000 m3 s-1 se observan picos de descarga superiores a los 80.000 m3 s-1 e inferiores a
8.000 m3 s-1. Los impactos de esta variabilidad sobre todas las demás variables físicas y
sedimentológicas del sistema y su biota es muy significativo y su monitoreo requiere de
varios años continuos de observaciones directas. La variabilidad estacional e interanual en
las condiciones oceanográficas influencia varios comportamientos de los peces (por ejemplo,
migración, desove, apareamiento y fidelidad al fondo) e influencian el uso de hábitat en las
mismas escalas, lo cual determina la capturabilidad y susceptibilidad de las especies. La
salinidad, la temperatura y, se cree, la turbidez son los principales factores relacionados a
los cambios a lo largo de la historia de vida y en las asociaciones de hábitat de los ensambles
de peces y su variación espacial, como consecuencia de la descargas continentales y del
viento predominante, y afecta la disponibilidad de los mismos a la pesquerías artesanales
a lo largo de la costa. Los impactos de estos ciclos sobre el transporte de sedimentos, la
91
PROSPECTIVA
contaminación y la erosión costera no son conocidos.
Asimismo, es de dominio público que el planeta se encuentra enfrentando un cambio
climático, en gran medida como consecuencia de acciones antropogénicas. Los cambios
observados incluyen el aumento del nivel medio del mar (con gran impacto en las regiones
bajas, como el Río de la Plata particularmente en la Bahía Samborombón y la Ciudad
de Buenos Aires), cambios en la temperatura del agua y del aire, cambios en el régimen
de precipitaciones y por lo tanto de la descarga continental, cambios en el régimen de
tormentas y ondas de tormenta (sudestadas), en la marea y en el régimen de olas. Estos
cambios tienen el potencial de afectar la estructura y posición del frente de salinidad del Río
de la Plata, con impacto directo en las pesquerías. El cambio climático tiene, por lo tanto,
un impacto potencialmente profundo sobre las tasas de sedimentación y erosión, la calidad
de las aguas y las pesquerías regionales y su determinación a fin de realizar las acciones
necesarias para la mitigación de los potenciales efectos negativos requiere, nuevamente, de
observaciones continuas durante períodos prolongados de tiempo.
Así, la información adquirida con los instrumentos que actualmente se encuentran en el agua
es de vital importancia para el desarrollo de investigación oceanográfica, biológico-pesquera
y ambiental y para la gestión sustentable del Río de la Plata y su Frente Marítimo.
El sistema de monitoreo hidro-sedimentológico proporcionado por los instrumentos
adquiridos durante el Proyecto FREPLATA-FFEM y los modelos numéricos que resultan de
estas investigaciones servirían además de base a la generación de un programa de monitoreo
y alerta ambiental y calidad de agua, clave como parte del Plan de Acción Estratégica
propuesto por FREPLATA.
Además, hoy en día en el mundo se tiende a la llamada ‘oceanografía operacional’ cuyo fin
es, por un lado, proporcionar descripciones continuas del estado presente de los océanos y,
por otro lado, proporcionar pronósticos continuos de su estado futuro, tal como se realiza
con el pronóstico del tiempo. Esto se consigue asimilando, o integrando, observaciones
en los modelos numéricos, lo que contribuye a que los mismos sean más realistas en su
representación de los procesos que ocurren en la naturaleza. Las aplicaciones prácticas
de estos desarrollos, desde la navegación deportiva y comercial y el dragado hasta las
pesquerías, son evidentes. No obstante, para lograr dicho propósito se requiere no sólo de
modelos numéricos debidamente implementados y de observaciones satelitales, sino también
de observaciones in situ continuas, como las que se adquieren con la boya instalada en el Río
de la Plata en el marco del Proyecto, para alimentar y validar el modelo. El desarrollo y la
sustentación de un sistema de este tipo a nivel regional, no sólo sería de fuerte interés para
las naciones involucradas, sino que sería solidario a importantes iniciativas internacionales,
como GOOS (Global Ocean Observing System) y lograr el mismo sólo es posible a través de
un importante esfuerzo conjunto por parte de ambos países a lo largo de varios años.
En función de lo antedicho, se recomienda el mantenimiento de las estaciones de observación
medioambiental instaladas en el Río de la Plata en el marco del Proyecto durante un período
de tiempo inicial de no menos de tres años. Sería deseable, durante ese período, prever los
mecanismos para el mantenimiento de dichas estaciones durante por lo menos los próximos
10 años, para el monitoreo de la variabilidad climática y el cambio climático y propender al
desarrollo de un sistema de modelado operacional en la región.
92
Índice
PRÓLOGO
RESÚMEN EJECUTIVO
FUNDAMENTACIÓN - Objetivos del proyecto CARACTERISTICAS GENERALES DEL RIO DE LA PLATA Y ANTECEDENTES
Batimetría
Descarga continental
Marea astronómica
Vientos
Circulación
Circulación barotrópica o media vertical
La circulación baroclínica (o variable en la vertical y sus efectos en la estructura de densidad
Plumas de los tributarios o corredores de flujo
Olas
Morfología
Sedimentología
Estaciones fijas
Boya oceanográfica
Campañas oceanográficas
ANÁLISIS DE DATOS
Recopilación y análisis de datos históricos de sedimentos
Sedimentos en suspensión
Sedimentos de fondo
Esquema conceptual de la dinámica general de transporte
Análisis de datos satelitales de sedimentos en suspensión y clorofila-a
Análisis de datos in situ adquiridos en el marco del proyecto
Análisis del primer año de datos de la boya oceanográfica
Datos de los sensores SMATCH en las estaciones fijas
Análisis de las muestras de sedimentos de fondo y en suspensión colectadas durante las
campañas
Campos de temperatura, salinidad y otros parámetros físicos observados durante las
campañas oceanográficas
Campaña de alta resolución – Octubre de 2010
Modelación hidrodinámica
Implementación del módulo hidrodinámico
Datos para la calibración hidrodinámica
Calibración de la hidrodinámica
Modelación sedimentológica
Implementación del modelo
Modelo conceptual del transporte de sedimentos
Análisis de sensibilidad del módulo sedimentológico de MARS-3D
ENSAYOS DE LABORATORIO
CONCLUSIONES
PROSPECTIVA
Bibliografía
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67
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70
71
72
85
87
91
97
85
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Pié de Imprenta

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