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Administración Nacional de Océanos y Atmósfera • Servicio Nacional Oceánico 

Oficina de Respuesta y Restauración • División de Respuesta a Materiales Peligrosos

Manual de Análisis de Trayectorias
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Manual de Análisis de Trayectorias

Administración Nacional de Océanos y Atmósfera

Servicio Nacional Oceánico

Oficina de Respuesta y Restauración 

División de Respuesta a Materiales Peligrosos

7600 Sand Point Way NE

Seattle, Washington USA 98115

La División de Respuesta a Materiales Peligrosos de la 

NOAA proporciona apoyo científico a la Guarda Costera 

de los EE.UU. para casos de derrames en entornos 

marinos. Para mayor información, visite nuestro sitio 

web http://response.restoration.noaa.gov. Esta guía ha sido 

elaborada con la asistencia de la Agencia para el Desarrollo 

Internacional de los EE.UU
Introducción 3

“¿Adónde irá el petróleo?” 

Esta es una pregunta crítica que se plantea el personal de emergencia durante un derrame de petróleo. Conocer la trayectoria del 

derrame proporciona una orientación vital a los encargados de 

tomar decisiones sobre la mejor manera de proteger los recursos 

y dirigir la limpieza. Sin embargo, es muy difícil predecir exactamente el movimiento y el comportamiento de un derrame de 

petróleo. Esto se debe en parte a la interacción de los numerosos 

procesos físicos sobre los que la información es a menudo incompleta en las primeras fases de la respuesta. El diseñador del 

modelo debe actualizar por tanto las previsiones con nuevos 

datos y determinar las consecuencias y la probabilidad de otras 

posibles trayectorias en un proceso denominado “análisis de 

trayectoria”. El resultado final de un análisis de trayectoria es a 

menudo un mapa conde se muestra la previsión y los límites 

probables de incertidumbre del movimiento de la mancha.

Esta guía proporciona un resumen de los procesos físicos que 

afectan al movimiento y comportamiento del petróleo en el 

entorno marino. Los análisis de trayectoria se llevan a cabo habitualmente mediante modelos por computador para realizar el 

seguimiento de procesos complejos con interacciones mutuas. 

Es posible estimar el tiempo y la escala de distancia de un 

acontecimiento, incluso sin un modelo, utilizando la información 

que encontrará aquí. La guía puede ayudar al personal de respuesta y al planificador a comprender los procesos físicos y las posibles incertidumbres, incorporando el análisis de trayectoria en la 

respuesta.
4 Introducción

Datos del derrame Datos medio 

ambientales

Modelos de movimiento

y evolución

Análisis Predicción

Datos de

observaciones

Análisis de trayectoria

Prever el movimiento de un derrame de petróleo se ve dificultado a menudo por la insuficiencia de datos, especialmente durante las primeras horas después del vertido. Los 

datos del derrame (localización, volumen emitido, tipo de 

producto), a menudo son imprecisos y los datos ambientales (observaciones y previsiones de vientos y corrientes) escasos o inexistentes. No obstante, el diseñador del 

modelo debe estudiar los datos e intentar comprender 

los procesos fisicoquímicos que afectarán al movimiento y 

evolución de ese derrame en particular.

Con una comprensión de los procesos físicos, el creador del 

modelo puede proporcionar al Mando Unificado un análisis 

como previsión. Si la previsión inicial es inexacta, lo que 

puede suceder debido a información errónea sobre el derrame (p. ej. localización y cantidad de petróleo vertido) y/o 

datos ambientales erróneos (p. ej. previsión meteorológica) 

y limitaciones del modelo, el equipo de modelado revisa 

la nueva información y refina la previsión. En general, a 

medida que progresa el derrame, la previsión sobre el movimiento y la evolución del derrame se hace más precisa 

puesto que la calidad y la cantidad de los datos observados 

también mejoran (al tiempo que los datos sobre el derrame 

inicial se vuelven relativamente menos importantes).
Introducción 5

Incertidumbre

Los análisis de trayectoria deben incluir no sólo la “mejor 

estimación” del movimiento y evolución del petróleo sino 

también la incertidumbre en el derrame y en los datos 

ambientales utilizados para elaborar la previsión.

La incertidumbre en una previsión de trayectoria depende 

de la dimensión y de la escala temporal del derrame. En 

la tabla que sigue se muestra la incertidumbre para los 

datos de entrada requeridos por la mayoría de modelos 

de derrame de petróleo. Debe tenerse en cuenta que la 

incertidumbre en los resultados del modelo no es necesariamente proporcional a la incertidumbre de los datos de 

entrada.
6 Introducción

Categoría

Detalles del vertido

Envejecimiento del 

petróleo

Vientos 

Corrientes de superficie

Turbulencia

Parámetro

Localización del derrame

Hora del derrame

Tipo de petróleo (densidad, viscosidad)

Volumen potencial del derrame 

Volumen real del derrame

Ritmo de vertido

Productos ligeros refinados

Fuel-oils intermedios (IFO 180, IFO 380, Bunker C, 

Fuel Oil #6)

Crudos muy estudiados (Prudhoe Bay, Arabian, Ekofisk, Hibernia)

Crudos

Observaciones 

Previsión de 24 a 48 horas

Previsión de 48 h a 5 días

Deriva por viento (habitualmente de 1 a 6%)

Ríos

Áreas mareales con estaciones de corriente (a no ser 

que las corrientes sean débiles y variables)

Laguna de aguas bajas

Plataforma (sobreelevaciones por vientos)

Pendiente continental p. ej., Corriente del Golfo, Corriente de California)

Llanura Abisal

Extensión

Difusión horizontal

Incertidumbre

Baja - Media

Baja - Media

Media - Alta

Baja

Alta

Alta

Baja

Alta

Baja

Media - Alta

Baja

Baja - Media

Media - Alta

Baja

Baja

Baja

Baja - Media

Media

Baja

Alta

Media

Baja - Media

Incertidumbre en los datos de entrada requeridos para la mayoría de los modelos de derrames de petróleo
Introducción 7

Análisis de trayectoria

La trayectoria se visualiza idealmente en un formato fácil 

de entender, que debería indicar tanto la predicción como 

la incertidumbre asociada. En este caso la “mejor estimación” prevista del movimiento del petróleo se superpone sobre un mapa de la orilla. La predicción se presenta 

como contornos de contaminación ligera, media e importante. La escala en la parte inferior del mapa representa el 

tanto por ciento de la superficie de petróleo cubierta por 

dichos contornos. El equipo que realizó el modelo tuvo en 

cuenta los errores plausibles en los datos del derrame y los 

datos medio ambientales; el contorno exterior coloreado 

indica un límite de confianza de la predicción del 90%. 

Esto proporciona una indicación de incertidumbre en el 

pronóstico.

Muestra de mapa de análisis de trayectoria.
8 Destino

Proceso de envejecimiento y escalas temporales

Las característica físicas y químicas del petróleo empiezan 

a modificarse casi en el mismo instante en que se produce 

su derrame en el medio marino, debido a fenómenos 

de evaporación, dispersión, emulsificación, disolución, oxidación, sedimentación y biodegradación. Todos estos procesos interaccionan unos con los otros y se les denomina 

colectivamente envejecimiento del petróleo. La siguiente 

tabla describe algunos de estos procesos de envejecimiento y sus escalas temporales, importantes para las 

respuestas de emergencia.

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Destino 9

Evaporación

Emulsificación, o

formación de mousse

Dispersión natural 

Disolución

Biodegradación

Formación de bolas de 

alquitrán

Conversión de una fase líquida a gaseosa. 

Las fracciones ligeras del petróleo son las 

primeras en perderse.

Diminutas gotas de agua que se mezclan 

con el petróleo. El contenido en agua a 

menudo llega al 50-80%. Tiene lugar sobre 

agua y necesita un cierto oleaje.

Disgregación de una mancha de petróleo 

en pequeñas gotas que se mezclan con el 

agua debido a la energía del mar.

Mezcla de los componentes solubles en 

agua del petróleo con el agua del mar.

Degradación del petróleo por microorganismos generando compuestos más sencillos y finalmente agua y dióxido de carbono.

Disgregación de las manchas de crudos 

pesados y petróleos refinados en extensiones pequeñas que persisten a lo largo de 

grandes distancias

Principal causa de la desaparición del petróleo, 

especialmente para los crudos ligeros. En un 

intervalo de dos días a 15oC se evaporan el 100% 

de las gasolinas, el 80% de los combustibles 

diesel, el 40% de los crudos ligeros, el 20% de los 

crudos pesados y sólo del 5 a 10% de Bunker C

Incrementa la cantidad de contaminante a recuperar en un factor de 2 a 4. Hace más lentos los 

otros procesos de mezcla.

Elimina el petróleo de la superficie del agua.

La mayoría de los componentes solubles en 

agua del petróleo son tóxicos.

La velocidad depende del tipo de petróleo, 

temperatura, nutrientes, oxígeno y cantidad de 

petróleo.

Las bolas de alquitrán son difíciles de detectar, 

parece que la mancha está desapareciendo 

aunque sigue siendo una amenaza

< 5 días

Su inicio se puede retrasar 

durante días, pero una 

vez comienza, el proceso 

de emulsificación se desarrolla rápidamente. 

< 5 días

< 5 días

Semanas a meses

Días a semanas

Procesos de intemperización y escalas de tiempo importantes para las respuestas de emergencia

Proceso de 

envejecimiento ¿Qué es? ¿Por qué es importante? Escalas temporales
10 Destino

Evaporación

La evaporación es uno de los mecanismos más importantes 

en la eliminación del petróleo. La cantidad evaporada 

depende principalmente de las propiedades del petróleo, 

la velocidad de los vientos y de la temperatura del agua.

Generalmente, los productos refinados ligeros, como gasolina o combustible de aviación, se evaporan más rápidamente que productos más pesados como crudos pesados. 

Desde la mesa, puede observar que la mayor parte de la 

gasolina se evapora en el curso de unas pocas horas. Lagomedio pesado y Prudhoe Bay son más persistentes en el 

entorno y poseen ritmos de evaporación más lentos, 38% 

y 28% respectivamente. Es de esperar que tras 120 horas 

gran parte del producto permanezca sobre al superficie del 

agua.

% Evaporado Horas

Gasolina 94 1

Lagomedio 38 18

Aceite combustible 

 diesel 37 18

Prudhoe Bay 28 70

Porcentaje evaporado a lo largo del tiempo para un 

vertido instantáneo de 100 barriles, con vientos de 10 

nudos y temperatura del agua de 20oC.
Destino 11

Ola rompeinte

Dispersión

Las olas rompientes pueden dispersar pequeñas gotas de 

petróleo en la columna de agua. Si las gotas son lo suficientemente pequeñas (diámetros de menos de 50-70 micras), la turbulencia natural del agua impedirá que vuelvan a emerger, de 

la misma manera que las turbulencias del aire mantienen en 

suspensión las partículas de polvo. Las partículas más pequeñas 

que permanecen en la columna de agua se consideran dispersadas. 

La dispersión puede ser un mecanismo para eliminar el petróleo 

de la superficie del mar. La cantidad dispersada depende de las 

propiedades del petróleo (viscosidad y tensión superficial, en 

particular) y de las condiciones del mar.

Los productos de petróleo de baja viscosidad, como gasolina y 

queroseno, tienen más tendencia a dispersarse en el mar debido 

al oleaje que los petróleos altamente viscosos como los crudos 

IFO 380 u Oficina pesado. Por tanto, las fracciones de gasolina 

o queroseno dispersas en mar gruesa pueden ser relativamente 

importantes.

Un posible tratamiento de los derrames de petróleo consiste 

en rociar la mancha con dispersantes químicos. Los dispersantes 

químicos favorecen la dispersión natural disminuyendo la tensión superficial. En esta guía no se analiza el movimiento del 

petróleo por debajo de la superficie debido a las dificultades 

inherentes al desarrollo de análisis de trayectoria para petróleos 

dispersados.
12 Destino

Disolución

La disolución comienza inmediatamente y suele continuar 

durante el proceso de envejecimiento.

La pérdida de productos de petróleo debido a la disolución 

es pequeña en comparación con otros procesos de envejecimiento. 

De hecho, en la columna de agua se disuelve menos del 

0.1% (petróleos muy pesados) o un 2% (gasolina). Sin 

embargo, los componentes del petróleo que se disuelven 

la columna de agua son a menudo más tóxicos para el 

entorno.

*Jokuty, P., S. Whiticar, Z. Wang, M. Fingas, B. Fieldhouse, P. 

Lambert, and J. Mullin. 1999. Properties of crude oils and oil 

products. EE-165. Ottawa, Onatrio: Environment Canada

Petróleo 

Gasolina sin plomo

Diesel

Crudo Prudhoe Bay

Lagomedio

Solubilidad acuosa (mg/L)*

260.9

60.4

20.5

10.0

Muestra de solubilidades del petróleo
Destino 13

Emulsificación

Es probable que muchos crudos y algunos productos refinados alcancen durante su envejecimiento un punto en el 

que gotas de agua se mezclen con el petróleo, formando una 

emulsión de agua en petróleo o “mousse”.

La capacidad de formar una emulsión dependerá de las condiciones del mar y de las propiedades químicas del petróleo. 

Por ejemplo, petróleos de alto contenido en ceras y asfalteno, 

como el crudo Prudhoe Bay se emulsionan con facilidad en 

presencia de oleaje rompiente. Una vez emulsionado, la viscosidad del petróleo puede aumentar de forma espectacular (ver 

tabla). 

En general, los petróleos deben experimentar un cierto grado 

de envejecimiento antes de formar una emulsión. Aunque el 

inicio de la emulsificación puede retrasarse durante unos días, 

la emulsificación en sí puede completarse en unas horas.

La emulsión puede contener de un 70 a un 90% de agua, por 

lo que le volumen combinado de petróleo y agua puede ser 

mucho mayor que el volumen del derrame original.

Las emulsiones se clasifican a menudo en base a su estabilidad. En las emulsiones inestables, el agua y el petróleo se 

separan con facilidad en condiciones calmadas y temperaturas 

cálidas. En las emulsiones estables, el agua permanece en el 

petróleo durante semanas o meses.

Producto

Agua

Diesel

Crudo Prudhoe Bay

Crudo Prudhoe Bay tras

emulsificación

Lagomedio

Lagomedio tras

emulsificación

Miel

Manteca de cacahuete

1

10

46 

250,000 

20

300,000 

10,000 

1,000,000

Viscosidad a temperatura ambiente (cP)

Muestra de viscocidades
14 Destino

Sedimentación

La sedimentación se define como la adhesión de petróleo a 

partículas sólidas en la columna de agua. El petróleo puede 

adsorberse a sedimentos en la columna de agua par acabar 

depositándose en sedimentos del fondo. 

Aguas turbulentas con una alta carga de sedimentos 

(~500 g/m3), como las de un río de caudal rápido y turbio, 

pueden transportar el petróleo a través de la columna de 

agua en cuestión de horas tras el vertido inicial.

Aguas con menor carga de sedimentos (< 5 g/m3), como 

las de mar abierto, permiten al petróleo permanecer en la 

superficie durante más tiempo (semanas), extendiendo la 

mancha por un área más grande.

Diferentes 

concentraciones de 

polvo fino en agua

A) 10,000 g/m3

B) 1000 g/m3

C) 100 g/m3

D) 10 g/m3

E) 1 g/m3
Destino 15

Fotooxidación

La luz solar altera las características físicas y químicas del 

petróleo derramado. 

Este proceso se limita a la superficie del petróleo, pudiendo 

resultar en una “piel” delgada y costrosa sobre manchas y 

bolas de alquitrán.

Esta formación de “piel” limita la evaporación ya que los 

componentes más ligeros del petróleo no pueden difundirse a través de la superficie de la mancha.

La foto-oxidación puede incrementar la facilidad de emulsificación y se considera un proceso de envejecimiento a 

largo plazo con una duración de semanas a meses.

Fotografía en la que se muestra una gran extensión 

de petróleo envejecido con una costra de “piel” en 

su superficie. Los puntos blancos que se pueden ver 

son tarjetas de deriva de 3 x 4”, arrojadas al agua para 

ayudar a seguir el movimiento del petróleo.
16 Destino

Biodegradación

El derrame se elimina en última instancia cuando el 

petróleo se biodegrada. Los microbios que degradan el 

petróleo están presentes de forma natural en el entorno.

El ritmo al cual los organismos degradan el petróleo 

depende de las propiedades del agua y del petróleo y de 

la actividad microbiana. Este proceso se prolonga durante 

escalas temporales de semanas a años.

Algas adheridas a petróleo intemperizado o “bolas de 

alquitrán”
Transporte 17

Transporte de petróleo

El petróleo es transportado sobre el agua debido a dos 

principales procesos: extensión y advección. Para derrames 

pequeños (<100 barriles), el proceso de extensión se completa durante la primera hora del vertido.

Los vientos, corrientes y turbulencia de gran escala (mezclado) son mecanismos de advección que transportan el 

petróleo a lo largo de grandes distancias.

En general, el movimiento del petróleo puede estimarse 

como la suma vectorial de la deriva por viento (usando el 

3% de la velocidad de l viento), la corriente de superficie, y 

la extensión y turbulencia de gran escala (difusión).

Movimiento del petróleo resultante

Corriente de superficie Extensión y difusión

Deriva por viento
18 Transporte

Extensión del petróleo

El proceso de extensión se desarrolla rápidamente, completándose en la mayoría de los derrames durante la primera 

hora. En mar abierto, los vientos, corrientes y turbulencias 

mueven el petróleo con rapidez. 

La extensión es más rápida para petróleos ligeros o menos 

viscosos en aguas cálidas y para petróleos calientes.

La mancha no se extiende de manera uniforme, sino que 

a menudo presenta una parte más gruesa rodeada por un 

brillo de mayor dimensión, pero más delgado. En la figura 

se muestra una imagen en color aumentado de un derrame 

experimental. La porción naranja es la zona gruesa, y la 

zona rosada, brillo. Observe que aproximadamente el 90% 

del petróleo se concentra en el 10% del área mancha (la 

porción negra de la figura).

Imagen en color aumentado de un 

derrame de prueba. (<50 barriles) 
Transporte 19

AGUA

PETRÓLEO

AIRE

Observador

Delgado (gris o plateado)

Grueso (irisado)

Muy grueso (negro)

Grosor del petróleo

Las manchas de petróleo forman películas muy delgadas en 

aguas abiertas y, dependiendo del producto, el grosor puede 

variar de una décima a varios cientos de micras. Los investigadores sobre derrames han estado estudiando desde 1929 la relación entre el grosor del petróleo y el color de la película.

Cuando la luz directa del sol entra en contacto con una película 

muy delgada de petróleo (<0.1 micras; μm), gran parte de la luz 

se refleja hacia el observador (ver diagrama) en forma de un brillo 

gris o plateado.

Si el grosor de la película es mayor (de 0.1 a 3 μm), la luz pasa a 

través de la película y es reflejada en la interfase petróleo-agua de 

vuelta al observador. El observador verá una película con brillos 

de tonos irisados a colores algo más oscuros.

Para películas algo más gruesas (> 3 μm), la luz sea absorbe y la 

mancha ofrecerá al observador un color oscuro (marrón o negro). 

Sin embargo, el observador no podrá determinar el grosor de la 

película basándose en su color; si el color es oscuro no se puede 

estimar a simple vista si la película tiene un grosor de 3 μm 100 

μm.

Puesto que la apariencia de la película se ve afectada por el 

ángulo del sol, deslumbramiento, ángulo de observación y visión 

a través de plexiglás, no resulta fiable basarse en el color para estimar el grosor. Para calcular el volumen de petróleo es necesario 

además conocer el porcentaje de cobertura, una tarea muy difícil.

Películas muy delgadas: no hay variación de fase o refracción, 

todas las frecuencias se reflejan (grises o plateadas)

Películas intermedias: la transición de fase depende de la 

longitud de onda y de la distancia recorrida a través del 

petróleo (apariencia irisada)

Películas gruesas: la luz se absorbe (marrones o negras)

El análisis de trayectoria no proporciona normalmente buena 

información sobre el grosor.
20 Transporte

Vientos

Los vientos afectan a la trayectoria de tres maneras principales:

1) Envejecimiento del petróleo

2) Efectos de superficie del agua

3) Transporte directo

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Efectos del viento sobre la trayectoria del petróleo
Transporte 21

Escala de velocidades de viento

La escala de Beaufort recibe el nombre del Almirante Sir 

Francis Beaufort, que desarrolló la escala en 1805 para estimar la velocidad del viento observando el estado de la mar. 

La tabla a la izquierda proporciona un enfoque diferente 

para estimar la velocidad del viento, en especial para observaciones realizadas desde el aire. La tabla siguiente muestra la correspondencia entre la escala de Beaufort para la 

velocidad del viento y las características del mar. 

Velocidad del viento Olas

0 a 5 nudos Forma redonda o sinusoidal

5 a 10 nudos Forma trocoidal (crestas en punta) 

10 nudos Rompientes

15 nudos Las crestas se desprenden

20 nudos Las olas dejan estelas de espuma

>20 nudos Difícil de observar petróleo superficial

Estimación de la velocidad del viento desde helicóptero
22 Transporte

Escala 

Beaufort

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Descripción marinera de 

la velocidad en nudos

Calma

Ventolina

Flojito (Brisa muy débil)

Flojo (Brisa débil)

Bonancible (Brisa moderada)

Fresquito (Brisa fresca)

Fresco (Brisa fuerte)

Frescachón (Viento fuerte)

Temporal (duro)

Velocidad

(nudos)

<1 

1-3 

4-6 

7-10 

11-16 

17-21 

22-27

28-33

34-40

Escala internacional de descripción 

del estado del mar y altura de olas

Calma o llana 0 pies

Marejadilla 0-1 pies

Marejada 1-2 pies

Fuerte Marejada 2-4 pies

Gruesa 4-8 pies

Muy Gruesa 8-13 pies

Montañosa 13-20 pies

Montañosa 13-20 pies

Estimación de la fuerza del viento 

sobre el mar

La mar está como un espejo

Rizos sin espuma

Olas pequeñas que no llegan a romper

Olas algo mayores cuyas crestas comienzan a 

romper. Borreguillos dispersos

Las olas se hacen más largas. Borreguillos 

numerosos.

Olas moderadas alargadas. Gran abundancia 

de borreguillos, eventualmente algunos rociones

Comienzan a formarse olas grandes. Las crestas de espuma blanca se extienden por todas 

partes. Aumentan los rociones.

La mar engruesa. La espuma de las crestas 

empieza a ser arrastrada por el viento, formando nubecillas.

Olas de altura media y más alargadas. De las 

crestas se desprenden algunos rociones en 

forma de torbellinos. La espuma es arrastrada 

en nubes blancas. es arrastrada en nubes 

blancas.-marked streaks along the direction of 

the wind.

Escalas de viento y descripción del estado de la mar (Willard Bascom, Waves and Beaches, 1980)
Transporte

23

Deriva por viento

Observaciones realizadas sobre derrames reales y experimentos 

controlados incidan que la deriva debida al viento varía del 1 al 

6% de la velocidad del viento (la mayoría de modelos utilizan 

un 3%). El valor bajo de 1% puede deberse a la inmersión de 

algunas de las gotitas de petróleo debido al oleaje. La circulación 

de Langmuir puede contribuir también a la variabilidad en la 

deriva por viento. El petróleo en los regueros podría moverse 

hasta el 5.5% de la velocidad del viento, lo que explicaría los 

valores del 6% observados en derrames.

Si bien la teoría oceanográfica predice un ángulo entre la cor-

riente de superficie y la velocidad del viento, las observaciones 

sobre trayectorias de manchas de petróleo sugieren que el 

ángulo real es inferior a 10o. Las predicciones de dirección del 

viento no son habitualmente tan precisas, y muy pocos modelos 

incluyen un ángulo de rotación en sus cálculos.

La mayoría de los modelos utiliza velocidades de viento medidas 

10 metros por encima de la superficie del mar. Observaciones 

realizadas a otras alturas deben ser ajustadas mediante técnicas 

usuales a la altura estándar de 10 m.

Ha de tenerse en cuenta que la dirección del viento se comunica 

a menudo como la dirección de donde sopla el viento y la cor-

riente de superficie como la dirección hacia la que fluye el agua. 

Esto significa que un viento del norte y una corriente del sur se 

mueven en la misma dirección.

Hileras
24 Transporte

Corrientes

La corriente de superficie es un mecanismo de transporte 

del petróleo. El régimen de corrientes presente al producirse el derrame será un factor importante para determinar la longitud y la escala temporal del derrame.

• La circulación oceánica puede transportar el petróleo 

a lo largo de miles de millas en meses y años

• El flujo costero puede transportar el petróleo a lo 

largo de cientos de millas en semanas

• La circulación en estuarios puede transportar el 

petróleo a lo largo de decenas de millas en días

• Los ríos pueden transportar el petróleo a lo largo de 

decenas de millas en horas o días

Regueros
Transporte 25

Patrones de mareas

En algunas áreas costeras, el patrón diario es de una 

pleamar y una bajamar. Este patrón se denomina marea 

diurna.

El patrón de mareas más predominante en la mayoría de 

los océanos del mundo consiste en dos ciclos de marea en 

el que la secuencia pleamar-bajamar ocurre dos veces al 

día. Si la altura de la pleamar y bajamar son diferentes, la 

marea se denomina entonces marea semi-diurna mixta.

Los patrones de mareas predichos astronómicamente se 

ven a menudo modificados a causa de otros factores. Los 

vientos que actúan sobre la superficie y la presión atmosférica pueden alterar el nivel del mar. Este tipo de efectos 

puede ser particularmente importante en áreas de agua 

poco profunda. Las tormentas costeras fuertes pueden 

también modificar notablemente los patrones de marea en 

una zona en particular.

Altura Altura Altura

24 horas

24 horas

24 horas

Marea diurna

Marea semi-diurna

Marea semi-diurna mixta
2

6 Transporte

Mareas vivas y muertas

La marea viva marca los puntos más alto y más bajo de 

marea que tienen lugar dos veces al mes coincidiendo con 

la luna llena y nueva.

Las mareas muertas son lo contrario, la amplitud entre 

pleamar y bajamar es la menor y coinciden aproximada-

mente con los cuartos lunares.

Las mareas vivas son importantes para la respuesta a der-

rames pues el petróleo embarrancado en estas circunstan-

cias tenderá a permanecer varado en la porción superior 

de la orilla hasta la próxima marea viva (unos 14 días). 

Si además se produce una sobreelevación por tormenta 

durante una marea viva, el petróleo puede permanecer 

embarrancado por un periodo aún más prolongado.

MAREA VIVA

MAREA MUERTA
Transporte 27

Corrientes de marea

Las corrientes de marea más fuertes se localizan en las 

áreas de aguas bajas o a través de canales estrechos que 

conectan grandes masas de agua.

Las corrientes en canales, (p. ej. entradas a estuarios y 

bahías) están obligadas a fluir hacia arriba o hacia abajo a 

lo largo del canal. En aguas abiertas, el flujo depende de la 

dirección de la ola de marea.

A lo largo de las costas exteriores, las corrientes y las alturas 

de marea están más sincronizadas (onda progresiva).

Las corrientes de marea están en general desfasadas 

respecto a las alturas de marea para puntos dentro de una 

bahía cerrada (onda estacionaria). El cambio de fase puede 

ser originado también por la fricción con el fondo.

Corrientes y alturas de marea en la entrada de la bahía 

de Galveston. La línea continua indica las alturas y la 

discontinua las corrientes.

Corrientes y alturas de marea en la entrada de la bahía 

de Portland Harbor, Casco Bay, Maine. La línea continua 

indica las alturas y la discontinua las corrientes. 

Observe que la inundación máxima se produce unas 

tres horas antes que la pleamar.
28 Transporte

La carrera de marea viene dada por:

Donde T = tiempo de repunte bajo 

a repunte bajo (repunte alto a 

repunte alto)

V = velocidad máxima de la 

corriente de marea

Carrera de marea 

A menudo se le plantea al analista de trayectoria la 

cuestión de si un derrame fuera de la costa entrará en 

alguna bahía o estuario. Uno de los primeros factores a 

considerar para poder responder es la carrera de marea de 

la gola. Si el derrame está en las cercanías de la zona de 

carrera de marea, es posible que el petróleo penetre en la 

bahía con la marea.

Es importante tener en cuenta que la carrera de marea 

depende en gran medida de la batimetría. En áreas donde 

el fondo es muy amplio y llano, la influencia de la marea 

disminuye rápidamente; en cambio, en canales largos y 

estrechos, la influencia puede ser considerable.

Carrera de marea=�

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�
Transporte 29

Para calcular el tiempo de flujo, se mide primero el área 

del estuario en un mapa. Luego se calcula el volumen del 

estuario en la bajamar Vl, seleccionando la profundidad 

más representativa del estuario. A continuación se calcula 

el volumen del estuario en marea alta, Vh. Por último, el 

tiempo de flujo se puede calcular a partir de

 donde tc es el tiempo de un ciclo de marea (de bajamar 

a bajamar).

Este es un enfoque general, pero el método puede subestimar el tiempo de flujo debido a una mezcla de aguas 

incompleta; el agua dulce en la cabeza del estuario puede 

no moverse del todo a través de la boca del estuario a lo 

largo de un ciclo de marea y parte del agua que escapa con 

la marea vaciante puede retornar con la marea llenante. 

Subestimar los tiempos de flujo puede significar que el 

petróleo permanecerá en el estuario por más tiempo del 

predicho.

Perfil vertical de una orilla simplificada. El área 

entre las líneas curvada y discontinua define el 

prisma de marea

Flujo

El volumen de agua intercambiado entre un estuario y el 

mar abierto durante un ciclo de marea completo se denomina el prisma de marea. En la figura, la diferencia entre 

el volumen de agua en bajamar (por debajo de la línea 

discontinua) y pleamar (por debajo de la línea curva) es el 

prisma de marea.

El método del prisma de marea para estimar el flujo presupone que el agua que entra con la marea llenante se 

mezcla totalmente con el agua en el interior del estuario. 

También presupone que el volumen de agua de río y 

mar durante la marea llenante es equivalente al prisma de 

marea. 

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30 Transporte

Mezclado turbulento

El petróleo derramado en le agua está sujeto regímenes de 

flujo turbulento. La turbulencia oceánica se genera a causa 

de vientos y corrientes, así como por el calentamiento y el 

enfriamiento. El flujo en las capas superiores del agua se 

vuelve más turbulento a medida que aumentan el viento 

y las corrientes.

La difusión turbulenta, causada por movimientos aleatorios 

de masas de agua, rompe las manchas de petróleo en parcelas más pequeñas que se distribuyen por un área más 

extensa.

La difusión del petróleo tiene lugar principalmente en la 

dirección horizontal, siendo mucho mayor que la difusión 

vertical. La difusión horizontal en la superficie del agua 

varía de 100 a 1,000,000 cm2/s.

La difusión vertical es menor que la horizontal en varios 

órdenes de magnitud, y generalmente disminuye con la 

profundidad.

No debe confundirse la difusión turbulenta con la dispersión mecánica (es decir, la mezcla ocasionada por el oleaje 

rompiente).

Derrame del Exxon Valdez
Transporte 31

Circulación de Langmuir

La circulación de Langmuir es el resultado de la interacción 

entre corrientes de superficie impulsadas por el viento y 

el oleaje superficial. Aunque puede existir circulación de 

Langmuir en condiciones de vientos débiles o nulos, lo 

más habitual es observarla con velocidades de viento de 

1.5 m/s o superiores. La circulación de Langmuir es un de 

los principales mecanismos de disgregación de la mancha 

y puede ser importante para el transporte de gotitas de 

petróleo hacia la columna de agua. La predicción de su 

aparición y fuerza es siempre difícil, aunque se sabe lo 

siguiente:

1) Las hileras o regueros tienden a durar de 5 a 30 minutos, deshaciéndose y volviéndose a formar.

2) La corriente superficial, más fuerte en los regueros, 

puede llegar a alcanzar el 5.5% de la velocidad del 

viento.

3) Las velocidades de submersión (vertical) en la convergencia varían de 5 cm/s a 20 cm/s.

V I E N T O

Regueros de petróleo

Petróleo en hileras o células de Langmuir.

Petróleo en hileras o células de Langmuir.

Referencia: Edición especial “Langmuir Circulation and Oil 

Spil Modeling”. Spill Science and Technology Bulletin Vol. 6
32 Transporte

Convergencias de marea

Las convergencias son áreas de acumulación natural de 

petróleo, en especial bolas de alquitrán. Debido a su cercanía, las bolas de alquitrán de la convergencia pueden 

fusionarse para formar una mancha cohesionada.

Las convergencias de marea se forman a causa del estiramiento creado por el movimiento del agua de zonas bajas 

a más profundas (marea vaciante). Para conservar la masa, 

la velocidad superficial debe disminuir.

En estas áreas se puede acumular restos flotantes, algunas 

aves y petróleo.

Si los vientos son flojos, puede que el petróleo no atraviese 

las convergencias. Los vientos fuertes, en cambio, pueden 

romper las convergencias. De todas maneras, las convergencias de marea suelen aparecer en el mismo área aproximada durante las mareas vaciantes.

La figura muestra la columna de agua 

moviéndose de aguas someras a aguas 

profundas.
Transporte 33

Interfase agua dulce-salada

Al igual que las convergencias de marea, las interfases de 

agua dulce-salada son áreas naturales de concentración de 

petróleo. Este tipo de convergencia se forma a causa del 

agua fluvial que fluye hacia el seno del mar extendiéndose 

por el agua salada.

El agua dulce es menos densa que la salada, con lo que se 

genera una convergencia en la superficie.

Los vientos fuertes pueden romper estas convergencias.

Interfase de agua dulce-salada, con un brillo de 

petróleo desplazándose hacia la convergencia.
34 Transporte

Corrientes litorales

Las corrientes litorales son producidas por el oleaje que 

se aproxima, en ángulo oblicuo, a una línea de orilla con 

playas de pendiente suave.

La velocidad de las corrientes litorales aumenta con la 

altura de las olas y con un mayor ángulo del frente de olas.

Las velocidades típicas de las corrientes litorales varían 

entre 0.3 m/s y 1.0 m/s.

Si al corriente adquiere velocidades cercanas a 1.5 m/s, a 

menudo se forma un chorro que devuelve flujo hacia el 

mar en forma de corriente de retorno.

Este tipo de corriente es muy importante por lo 

que respecta a la trayectoria, ya que proporciona un 

mecanismo de transporte de petróleo en áreas cercanas a 

la costa más allá de los rompientes.

Referencia: Horikawa, K. 1978. An Introduction to Coastal 

Engineering. New York: John Wiley and Sons. 403pp. Formación de corrientes litorales

ORILLA

A= ángulo formado entre el frente

de olas y la orilla de rompiente ORILLA

Olas

Cabeza

Rompientes grandes Rompientes grandes

Cuello

Alimentación
Transporte 35

Embarrancado / reflote

Las corrientes oceánicas no pueden en realidad hacer que 

el petróleo llegue a tocar la orilla a no ser que haya algún 

tipo de flujo que penetre en la orilla (p.ej. marismas y 

manglares). La primera fotografía muestra un derrame de 

petróleo entrando en una marisma con la marea llenante.

La segunda fotografía muestra regueros de petróleo moviéndose paralelos a la orilla. Para quedar embarrancados, el 

viento ha de soplar hacia la orilla.

Petróleo en una marisma 

Regueros de petróleo moviéndose en paralelo a la línea 

litoral.
36 Transporte

Brisa terral / marina

Una marea descendente con viento hacia la orilla puede 

incrementar notablemente la cantidad de contaminación n 

la orilla (ver la primera figura). Una brisa marina puede varar 

el petróleo en la orilla.

El ciclo de brisas terrales/ marinas tiene lugar den áreas 

costeras y está ocasionado por el calentamiento de la tierra 

durante el día y su enfriamiento durante la noche (figuras 

segunda y tercera). En algunas áreas, las brisas terrales y 

marinas pueden extenderse muchas millas mar adentro.

Diagrama que ilustra 

el embarrancado de 

petróleo con marea 

descendiente y 

vientos hacia la orilla.

Marea 

descendente Estrán

Viento hacia la orilla

Brisa marina

Estrán

Aire caliente

Brisa terral

Estrán

Aire enfriado

Diagrama que 

muestra el 

calentamiento de la 

tierra y la brisa 

marina (de mar a 

tierra) durante el día.

Diagrama que 

muestra el 

enfriamiento de la 

tierra y la brisa terral 

(de tierra a mar) 

durante la noche.
Resumen 37

Resumen

Para desarrollar una “imagen” de la trayectoria, el analista 

debe examinar los componentes del modelo y los procesos 

descritos en esta guía. Los principales componentes de 

cualquier modelo con:

Datos del derrame

• localización del derrame

• tipo de petróleo

• volumen derramado

• momento/ tipo de vertido (¿instantáneo o continuo, 

móvil, estacionario?)

Datos medio ambientales

• vientos

• corrientes (de gran escala, de marea y flujo fluvial)

• alturas de marea

• difusión

Algunos de los procesos incluidos en esta guía no pueden 

modelarse fácilmente, por consiguiente el analista de be 

tenerlos en cuenta dentro de la incertidumbre que acompaña al análisis de trayectoria final. En particular:

• Grosor del petróleo

• Convergencias

• Variaciones locales de las mareas astronómicas

• Corrientes de pequeña escala (p. ej. alrededor de pantalanes, espigones pequeños o diques de encauzamiento)

• Condiciones meteorológicas de pequeña escala
38 Resumen

Embarrancado petróleo que alcanza la orilla

Biodegradación descomposición del petróleo en compuestos más pequeños por microorganismos, convirtiéndose 

en última instancia en agua y dióxido de carbono

Convergencia áreas donde las aguas superficiales “se 

encuentran”. Son áreas de acumulación natural depetróleo, 

especialmente de bolas de alquitrán.

Difusión turbulencia a gran escala que mezcla el petróleo 

derramado

Dispersión disgregación del petróleo en gotas más pequeñas que se mezclan con el agua debido a la energía de mar. 

Si las gotas son lo bastante pequeñas, permanecen en la 

columna de agua.

Disolución mezcla de los componentes del petróleo solubles en agua en la columna

Marea diurna áreas costeras con una pleamar y una bajamar cada día

Emulsificación pequeñas gotas de agua mezcladas en el 

seno del petróleo, espesándolo y confiriéndole la consistencia de un “mousse” de chocolate. El contenido de agua 

puede alcanzar el 50-80%.

Evaporación conversión de un líquido a su fase gaseosa

Restos desechos o basura en la superficie del agua

Flujo agua intercambiada por un estuario o un puerto con 

el mar

Interfase agua dulce- agua salada tipo especial de convergencia que se genera cuando el agua de un río desemboca en el mar extendiéndose por encima del agua de mar. 

Al igual que las convergencias de marea, esta interfase es 

un área natural de acumulación de petróleo.

Circulación de Langmuir movimiento del agua causado 

por el viento que genera hileras o regueros de petróleo que 

se deshacen y se vuelven a formar. Es uno de los principales 

mecanismos en la disgregación de la mancha y puede ser 

importante para transferir gotas de petróleo a la columna 

de agua.

Corrientes litorales producidas por olas que se acercan 

oblicuamente a playas de pendiente suave

Marea semi-diurna mixta dos ciclos de marea donde las 

secuencias de pleamar - bajamar tienen lugar dos veces 

por día a diferentes niveles

Movimiento y evolución la dirección en que se desplaza el 

derrame y los cambios físico-químicos que experimenta el 

petróleo con el paso del tiempo
Resumen 39

Marea muerta es la contraria a la marea viva: la amplitud 

entre pleamar y bajamar es mínima y coincide aproximadamente con los cuartos lunares.

Datos observados mediciones en el lugar del derrame 

(vientos, corrientes y localización del petróleo)

Fotooxidación alteración de las propiedades físico-químicas del petróleo por efecto de la radiación solar

Onda progresiva la energía se transmite por el agua, 

aunque las partículas de agua se mueven de forma oscilatoria.

Reflote petróleo que llega a la orilla y permanece flotando 

frente al litoral

Sedimentación adhesión de petróleo a partículas sólidas 

en la columna de agua

Marea semi-diurna dos ciclos de marea donde las secuencias de pleamar - bajamar tienen lugar dos veces por día 

al mismo nivel

Marea viva la marea más alta y más baja, tiene lugar dos 

veces al mes coincidiendo con la luna llena y nueva.

Onda estacionaria cuando la onda de marea alcanza el 

final de la bahía o estuario se refleja de vuelta a la entrada

Tensión superficial tendencia de las moléculas a agruparse para presentar la mínima superficie al aire

Bolas de alquitrán petróleo intemperizado que forma una 

bola flexible. Su tamaño puede ir desde el de una cabeza 

de alfiler hasta 30 cm.

Carrera de marea grado de influencia de las mareas en el 

movimiento del petróleo

Mezclado turbulento movimientos aleatorios del agua 

causados por vientos y corrientes fuertes, que rompen la 

mancha de petróleo en porciones más pequeñas pero distribuidas sobre un área más extensa

Incertidumbre “límites de confianza”, o grado de exactitud 

que se espera que posea la predicción

Viscosidad medida de la resistencia de un líquido a fluir

Intemperización alteraciones de las propiedades físicas y 

químicas del petróleo derramado debidas a evaporación, 

disolución, oxidación, sedimentación y biodegradación
40 Resumen

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Resumen 41

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42

Departamento de Comercio de los EE.UU. - Administración Nacional de Océanos y Atmósfera - Servicio Nacional Oceánico

Junio 2001

Donald L. Evans

Secretario, Departamento de Comercio de los EE.UU.

Vice Admiral Conrad C. Lautenbacher, Jr., USN (Ret.)

Subsecretario para Océanos y Atmósfera y Administrador de la NOAA

Margaret A. Davidson

Administrador en funciones adjunto para 

Servicios Oceánicos y Gestión de Zonas Costeras,