# Simulación del comportamiento de trayectorias de manchas de hidrocarburos en la ensenada Gaspar

Humberto L. Varona, Norberto Aleman

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Humberto L. Varona, Norberto Aleman. Simulación del comportamiento de trayectorias de manchas de hidrocarburos en la ensenada Gaspar. Conferencia de Física: Soto del Rey In Memoriam, 2000, Santiago de Cuba, Cuba. hal-04033183

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Submitted on 29 Apr 2023

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# Simulación del Comportamiento de Trayectorias de Manchas de Hidrocarburos en la Ensenada Gaspar.

Humberto L. Varona González.

Norberto Alemán Hernández

Agencia EMANAV. Empresa GEOCUBA Santiago de Cuba - Guantánamo.

3ª, s/n, e/ 2ª y Mar, Punta Gorda, Santiago de Cuba, Cuba.

## Resumen

Se simuló el comportamiento de una mancha de hidrocarburo derramada en la entrada de la ensenada Gaspar, para el flujo y el reflujo de la corriente de marea, mediante un modelo multifásico de tipo euleriano - lagrangiano. Las ecuaciones fueron resueltas por PHOENICS 1.4 Shareware y por LITEC. Se consideró el fluido turbulento utilizando un modelo k - ε.

**Palabras claves:** Flujo, reflujo, PHOENICS, LITEC.

## I. Materiales y Métodos.

El problema se simuló mediante un modelo multifásico de tipo euleriano - lagrangiano, en el que se resolvieron ecuaciones eulerianas de conservación de la fase continua (agua de mar) y lagrangiana para la fase discontinua (hidrocarburo; esta fase se considera como partículas de hidrocarburo con una densidad
conocida). Las ecuaciones eulerianas fueron resueltas por PHOENICS 1.4 Shareware, mientras que, las lagrangianas fueron resueltas por el módulo LITEC acoplado a PHOENICS.

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Fig. 1. Zona de estudio.</figcaption></figure>

Se hizo la suposición de que la concentración de partículas de hidrocarburo en el agua de mar es baja, y por lo tanto que, aunque el agua de mar influye en la trayectoria de las partículas de hidrocarburo, estas no influyen en las propiedades del agua de mar. Para la fase continua se resolverá: la ecuación de continuidad, la cantidad de movimiento en X y la cantidad de movimiento en Y. El modelo de la zona de estudio (Fig. 1) que se utilizó fue el de turbulencia k - ε. La rejilla utilizada fue rotada aproximadamente 45° a la derecha para obtener una mayor simplicidad en el cálculo, quedando como se muestra en la figura siguiente.
<figure><img src="image_3.png" /></figure>

La entrada y/o salida del fluido es por la parte izquierda de la rejilla que esta corresponde con la entrada de la ensenada Gaspar. La velocidad media de entrada y/o de salida fue de 1 cm/s [3]. La densidad media del agua de mar se tomó como 1030 Kg/m³, el derrame de hidrocarburo fue considerado en el lugar donde fue puesta la estación de corriente, según la figura que aparece a continuación.

<figure><img src="image_4.png" /></figure>

## II. Resultados
Primeramente se realizó la simulación para el flujo de marea obteniéndose como resultado el comportamiento de las partículas de hidrocarburo con un 93.6% de probabilidad.

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

Mapificando esto obtuvimos un mapa donde podemos apreciar claramente el rango de las trayectorias y las zonas sensible al derrame en el flujo de la marea.
<figure><img src="image_6.png" /></figure>
Posteriormente se realizó la simulación para el reflujo de marea obteniéndose como resultado el comportamiento de las partículas de hidrocarburo con un 91.2% de probabilidad.

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

Mapificando esto de la misma forma que la anterior, obtuvimos un mapa donde podemos apreciar claramente el rango de las trayectorias y las zonas sensible al derrame en el reflujo de la marea.
<figure><img src="image_8.png" /></figure>
### III. Conclusiones.

1. En el flujo de marea las manchas de hidrocarburos tienen un rango de trayectorias, desde el NW hasta el NNE de la ensenada con una probabilidad de 93.6%, siendo sensible la zona desde punta Gorda hasta la costa frente el mercado de punta Gorda.

2. En el reflujo de marea las manchas de hidrocarburos tienen un rango de trayectorias, desde el SSW hasta el ESE de la ensenada con una probabilidad de 91.2%, siendo sensible la zona desde punta Gaspar hasta los pilotes al lado del muelle que está casi frente al restaurante del Bahía.
# IV. Bibliografía.

[1] - CHAM. Ayuda de PHOENICS 1.4 Shareware.

[2] - Defant, A. Physical Oceanography. Pergamon Press. 1961.

[3] - Egorov, I. Oceanografía Física.

[4] - Empresa GEOCUBA Estudios Marinos. Resultado sobre el Estudio de Corriente en la Ensenada Gaspar. 1999.

[5] - Fueyo, N. Fluodinámica Computacional. C.P.S. Universidad de Zaragoza. 1998.

[6] - LITEC. Ayuda de LITEC. Universidad de Zaragoza.

[7] - Varona, H; Puente, G. Pronóstico de Trayectoria de Manchas de Hidrocarburos en la Bahía de Cayo Moa. Ciencia en su PC. 1998.