avances en producción y manejo de gas · la plataforma deltana en el bloque iv entre septiembre de...

28
Avances en Producción y Manejo de Gas XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 1 MEDICIÓN DE OLEAJE Y CORRIENTES EN LA PLATAFORMA DELTANA, VENEZUELA Juan B. Font 1 Ettore Marcucci 2 Rafael Becemberg 1 Nemer Nemer 1 RESUMEN En este trabajo se presentan los resultados de mediciones de oleaje y corrientes en la Plataforma Deltana en el Bloque IV entre Septiembre de 2006 y Agosto de 2007 realizadas por el Consorcio Oceanográfico Geohidra-Incostas GI para StatoilHydro, en profundidades entre 200 y 800 metros. El estudio se desarrolló enteramente con personal y logística nacional, con instrumentos propiedad del Consorcio. Los resultados de las mediciones de oleaje permiten establecer en forma preliminar el régimen de oleaje en cuanto a la Altura Significativa, Período Pico y Dirección del Vector Oleaje Resultante y su variación a lo largo del año. Se incluye el análisis del oleaje registrado cuando ocurrió el huracán DEAN en Agosto de 2007. Las mediciones de corrientes muestran un régimen altamente variable donde las velocidades alcanzan magnitudes de hasta 2,7 m/s (5,2 nudos). Se incluye el análisis de la variación de la dirección del vector velocidad con la profundidad y la evidencia del efecto de la fuerza de Coriolis. El artículo se cierra con una breve referencia a las experiencias más relevantes en logística de campo y en transferencia de tecnología que se ha incorporado a la capacidad de las empresas Geohidra e Incostas para la ejecución de mediciones oceanográficas en aguas muy profundas. ABSTRACT This paper presents the results of wave and currents measurements at Block IV of Plataforma Deltana, between September of 2006 and August of 2007, conducted by 1 Ingeniero, INCOSTAS, S.A., Caracas - Venezuela 2 Geólogo, RESOURCES GEOSERVICES, Austin, TX, USA

Upload: vuduong

Post on 20-Apr-2018

217 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Avances en Producción y Manejo de Gas

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 1

MEDICIÓN DE OLEAJE Y CORRIENTES EN LA PLATAFORMA DELTANA, VENEZUELA

Juan B. Font1

Ettore Marcucci2 Rafael Becemberg1

Nemer Nemer1

RESUMEN

En este trabajo se presentan los resultados de mediciones de oleaje y corrientes en

la Plataforma Deltana en el Bloque IV entre Septiembre de 2006 y Agosto de 2007

realizadas por el Consorcio Oceanográfico Geohidra-Incostas GI para StatoilHydro,

en profundidades entre 200 y 800 metros. El estudio se desarrolló enteramente con

personal y logística nacional, con instrumentos propiedad del Consorcio. Los

resultados de las mediciones de oleaje permiten establecer en forma preliminar el

régimen de oleaje en cuanto a la Altura Significativa, Período Pico y Dirección del

Vector Oleaje Resultante y su variación a lo largo del año. Se incluye el análisis del

oleaje registrado cuando ocurrió el huracán DEAN en Agosto de 2007. Las

mediciones de corrientes muestran un régimen altamente variable donde las

velocidades alcanzan magnitudes de hasta 2,7 m/s (5,2 nudos). Se incluye el análisis

de la variación de la dirección del vector velocidad con la profundidad y la evidencia

del efecto de la fuerza de Coriolis. El artículo se cierra con una breve referencia a las

experiencias más relevantes en logística de campo y en transferencia de tecnología

que se ha incorporado a la capacidad de las empresas Geohidra e Incostas para la

ejecución de mediciones oceanográficas en aguas muy profundas.

ABSTRACT This paper presents the results of wave and currents measurements at Block IV of

Plataforma Deltana, between September of 2006 and August of 2007, conducted by 1 Ingeniero, INCOSTAS, S.A., Caracas - Venezuela

2 Geólogo, RESOURCES GEOSERVICES, Austin, TX, USA

Avances en Producción y Manejo de Gas

Consorcio Oceanográfico Geohidra - Incostas GI for StatoilHydro in water depths

between 200 and 800 meters. The study was developed entirely by national personal

and logistics, with instruments property of the Consortium. The results of the wave

measurements allow establishing a preliminary wave regime in terms of Significant

Wave Height, Peak Period and Direction of the Resulting Wave Vector and its

variation throughout the year. The analysis of the wave data includes the event of the

hurricane DEAN in August of 2007. The currents measurements show a highly

variable regime with velocities reaching magnitudes of up to 2.7 m/s (5.2 knots). The

analysis of the variation of the velocity vector direction with depth evidences the

effects of the Coriolis force. The article closes with a short reference to the most

relevant experiences in field logistics and transfer of technology that has been

incorporated into the capabilities of Geohidra and Incostas companies, to undertake

very deep water oceanographic measurements.

1. DESCRIPCIÓN, INSTALACIÓN Y OPERACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS

Las mediciones de los distintos parámetros Meteorológicos y Oceanográficos se

llevaron a cabo en diversos sitios o estaciones de la Plataforma Deltana, cuya

ubicación se muestra en la Figura 1.1. Como puede apreciarse, las estaciones de

medición estuvieron constituidas por una Boya Oceanográfica y un grupo de

correntímetros Doppler, que fueron instalados en arreglos sumergidos y en bases

antirastras de fondo, para medir corrientes en la columna de agua.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 2

Avances en Producción y Manejo de Gas

Figura 1.1 – Ubicación de las Estaciones de medición

La Boya Oceanográfica empleada, y que se observa en la Figura 1.2, fue una boya

marca Axys de 3 metros de diámetro con casco de aluminio, dotada de la siguiente

instrumentación:

• Anemómetro para medir velocidad y dirección del viento.

• Sensor múltiple para temperatura del aire, presión barométrica y humedad

relativa.

• Sensor de altura, dirección y período del oleaje.

• Correntímetro Doppler para medir las corrientes marinas entre la superficie y 50

metros de profundidad.

• Sensor de Conductividad y Temperatura del agua.

• Sensor de Turbidez del agua.

• Terminal Inmarsat Mini C, para transmitir la data recolectada vía satélite.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 3

Avances en Producción y Manejo de Gas

Figura 1.2 – Boya Watchmaster con la Plataforma Sovex al fondo

Para la instalación de los equipos de medición, se emplearon embarcaciones

adecuadas para navegar hasta la zona, principalmente el Buque Oceanográfico

“Guaiquerí II”, con base en Cumaná. Se observa en la Figura 1.3 las operaciones de

embarque de la Boya en el barco, para su posterior traslado e instalación en Bloque

IV de Plataforma Deltana.

Figura 1.3 – Boya Axys Watchamaster en el buque oceanográfico

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 4

Avances en Producción y Manejo de Gas

En la Figura 1.4 se aprecia la

instalación de una base antirastra de

fondo con correntímetro Doppler,

empleando la grúa del B/O Guaiquerí

II.

Para la instalación del arreglo

sumergido, el cual es una secuencia

de elementos de flotación, guaya,

sensores de corrientes y ancla, se

empleó la metodología de caída libre,

en la cual se van lanzando por la

popa del barco los diferentes

componentes conectados entre sí, y

finalmente se deja caer el ancla.

Figura 1.4 – Instalación del Correntímetro Doppler

Figura 1.5 – Inmersión de los correntímetros

En la Figura 1.5 se muestra un aspecto de esta maniobra y se puede apreciar el

momento en que se deja caer al agua en forma controlada el correntímetro Doppler.

La Figura 1.6 resume en forma esquemática la disposición de los instrumentos

empleados para medir los diferentes parámetros meteorológicos y oceanográficos.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 5

Avances en Producción y Manejo de Gas

Figura 1.6 – Esquema de la disposición de instrumentos

2. MEDICIONES DE OLEAJE

2.1 ANÁLISIS DE LOS DATOS

2.1.1 Parámetros Estadísticos Relevantes

El oleaje es la oscilación de la superficie libre que es variable en el tiempo y en el

espacio.

En el registro de la ordenada de superficie η en función del tiempo t, se identifican

los parámetros comúnmente utilizados para describir este fenómeno: Altura de Ola H

y Período de Ola T (véase la Figura 2.1).

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 6

Avances en Producción y Manejo de Gas

Figura 2.1 – Ejemplo de Registro de Oleaje Real

Los parámetros estadísticos comúnmente utilizados para resumir las características

del oleaje en un estado de mar son:

H = Media de las alturas

Hs = Altura Significativa. Media de las alturas del tercio mayor

Hmáx = Máxima altura

T = Período medio

Ts = Período Significativo. Período medio de las olas con altura en el tercio

mayor.

Un método alterno o complementario para describir las características del oleaje es

el “Análisis Espectral”. Esencialmente consiste en aplicar los principios del Análisis

de Fourier, al formular la función de la superficie libre η, como la resultante de la

superposición lineal de una distribución continua de componentes de frecuencia y de

componentes direccionales. Con esta técnica matemática se definen otros dos

parámetros relevantes:

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 7

Avances en Producción y Manejo de Gas

Tp = Período Pico, inverso a la frecuencia correspondiente a la máxima densidad

espectral de potencia

VMD = Dirección media del Vector Oleaje, o dirección de la resultante de todas las

componentes direccionales del espectro 2D (Frecuencias y Direcciones)

2.1.2 Rosa de Oleaje

En la Figura 2.2 se muestra la Rosa de Altura Significativa Hs y la dirección (VMD)

de procedencia del oleaje.

Figura 2.2 – Rosa del Oleaje Medido

La dirección de procedencia del oleaje predominante o “resultante” (procedencia del

Vector Medio) está, en forma casi permanente, dentro del sector limitado por las

direcciones E y NE, es decir, en el 2º octante del circulo direccional. Dentro de este

octante el sector predominante se reduce al comprendido entre E y ENE.

Únicamente en los meses de Septiembre y Octubre, y en menor grado en Enero, se

presentan períodos de pocos días de persistencia con direcciones en el octante ESE.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 8

Avances en Producción y Manejo de Gas

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 9

2.1.3 Distribución Conjunta de Alturas y Períodos

La Tabla 2.1 presenta la frecuencia bi-variable de Hs y Tp. Normalmente el período

Tp varía entre 8 y 11 segundos, que corresponde a oleajes generados por los vientos

Alisios en extensas zonas del Océano Atlántico, con menor contribución de los

procedentes de los centros ciclónicos del Atlántico Norte.

TABLA 2.1

0 - 0.50 0.50 - 1.00 1.00 - 1.50 1.50 - 2.00 2.00 - 2.50 > 2.500 3 2 0 0 0 50 17 105 43 2 0 1670 52 532 531 75 1 11910 199 1060 1668 465 37 34290 83 523 1019 661 130 24160 27 93 146 69 13 3480 5 99 151 78 15 3480 6 106 87 25 3 2270 5 88 28 3 0 1240 8 33 4 1 0 460 1 1 7 0 0 90 406 2642 3684 1379 199 8310

3.0 - 4.5

9.0 - 10.5 10.5 - 12.0

16.5 - 18.018.0 - 19.5

12.0 - 13.5 13.5 - 15.0 15.0 - 16.5

Total

Altura Significativa - Hs (m) TotalTp (s)

4.5 - 6.0 6.0 - 7.5 7.5 - 9.0

Alisios en una extensión

Se puede comparar al oleaje de la

Plataforma Deltana con el del

Litoral de la Guaira (Estado

Vargas) (Ref. 2) y de la costa del

Océano Pacífico en la zona

Centro-Sur de Chile (Ref. 7). En la

Guaira el período Tp normalmente

varía entre 6 y 8 segundos

correspondiente a un oleaje

de unos cientos de kilómetros. En el litoral chileno el período pico Tp cubre un gran

rango entre 8 y 20 segundos correspondiente al Océano Pacífico que genera oleaje

generado en el mar Caribe por los

vientos Figura 2.3 – Histograma de Período Tp medido

Avances en Producción y Manejo de Gas

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 10

siempre en extensas áreas del océano, generalmente con longitudes mayores de

1.000 kilómetros, en ocasiones cerca del continente (Tp entre 8 y 12 segundos) y en

otras en ciclones alejados varios miles de kilómetros (Tp mayor de 12 segundos).

Posteriormente se hará referencia a los períodos de ola de los oleajes que se

propagan hasta la Plataforma Deltana generados por los Huracanes.

2.1.4 Probabilidad de Excedencia de la Altura de Ola

Véanse en la Figura 2.4 las funciones del porcentaje de excedencia del parámetro

Hs. Se han representado la función anual y por separado los períodos: Diciembre a

Mayo y Junio a Noviembre. Se observa que el 10% del tiempo Hs > 2,33 metros en el

primer período y Hs > 1,97 metros en el segundo.

Figura 2.4 – Porcentaje de Excedencia de Altura de Ola Hs

Tomando en cuenta que la mayoría de las operaciones con embarcaciones menores

(lanchas de personal, botes de suministros, etc.) requieren que Hs sea menor de 1,5

Avances en Producción y Manejo de Gas

metros, queda claro que esta es una zona con frecuentes dificultades para dichas

operaciones.

2.1.5 Variación Estacional del Oleaje

La Figura 2.5 presenta la distribución de la media mensual de Hs. Si bien se

observan diferencias sistemáticas entre el período Diciembre a Marzo y el de Abril a

Noviembre, no será correcta la calificación de estación con oleaje alto y estación con

mar en calma. En el primer período Hs es próxima a 2 metros y en el segundo

próxima a 1,5 metros.

Figura 2.5 – Promedio Mensual de Hs

En la misma figura se incluye la variación mensual de Hs en La Guaira (Ref. 2) y en

la costa del Pacífico próxima a Concepción, Chile (Ref. 7). El período entre

Diciembre y Marzo corresponde al período de mayor intensidad de los vientos

Alisios.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 11

Avances en Producción y Manejo de Gas

Las Figuras 2.6, 2.7 y 2.8 presentan las series temporales de los parámetros

resumen: Hs, Hmáx, Tp y dirección θ en los meses de Septiembre, Diciembre y

Marzo. En el mes de Septiembre se presentan los períodos con oleajes del ESE,

cuando la magnitud de Hs es relativamente baja, alrededor de 1 metro y valores de

Tp, que se inician en 11 segundos y descienden progresivamente hasta 7 segundos.

La derivada parcial negativa de Tp con respecto al tiempo (δTp/δ t < 0) indica que la

zona de generación es lejana, probablemente distante más de 1.000 kilómetros. En

el mismo mes se presentan lapsos con oleajes de período largo (Tp > 12 segundos),

es decir, con zonas de generación muy distantes y, probablemente asociadas a

fenómenos tropicales debido a la dirección de procedencia (ENE).

Figura 2.6 – Oleaje en Septiembre de 2006

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 12

Avances en Producción y Manejo de Gas

Figura 2.7 – Oleaje en Diciembre de 2006

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 13

Avances en Producción y Manejo de Gas

Figura 2.8 – Oleaje en Marzo de 2007

2.1.6 Oleaje Generado por el Huracán Dean

La Figura 2.9 muestra la trayectoria del centro del Huracán Dean que entre el 16 y el

18 de Agosto de 2007 se desplazó relativamente cerca (unos 400 kilómetros) de las

costas de Venezuela. La Figura 2.10 presenta las series temporales de las

características Hs, Hmáx y Tp del oleaje registrado en la boya de la Plataforma

Deltana (StatoilHydro) y la boya del Proyecto Mariscal Sucre (PMS) de Petróleos de

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 14

Avances en Producción y Manejo de Gas

Venezuela, S.A. (PDVSA), también operada por el Consorcio Oceanográfico GI

(CGI). Ambas boyas registraron cambios en las características del oleaje que

indudablemente se debieron al oleaje procedente del Huracán.

Figura 2.9 – Trayectoria del Huracán Dean

Figura 2.10 – Oleaje Registrado generado por el Huracán Dean

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 15

Avances en Producción y Manejo de Gas

Las series temporales de las mediciones en ambas boyas muestran los siguientes

hechos relevantes:

• Los efectos del oleaje del huracán se experimentan desde el inicio del 17 de

Agosto hasta, aproximadamente, el inicio del día 19.

• En la Plataforma Deltana las alturas máximas fueron: Hs, máx = 2,0 metros y

Hmáx, máx = 3,2 metros.

• En la boya del PMS las alturas máximas fueron: Hs, máx = 1,7 metros y Hmáx,

máx = 3,0 metros.

• En ambas boyas el período Tp se incrementó en forma súbita de los valores

normales: 7 a 8 segundos hasta 16 segundos, para luego decrecer en forma

progresiva hasta revertir al período normal al final del sistema ciclogenético.

• El pico del sistema de oleaje ciclógenético en Plataforma Deltana se alcanzó a

unas 10 horas de su inicio y tuvo una duración de pocas horas. En la boya del

PMS se alcanzó a unas 5 horas de su inicio pero tuvo una duración de unas 20

horas.

Estos hechos llevan al siguiente análisis:

a) En la Plataforma Deltana las olas procedentes del Huracán en la posición A

marcan el inicio del sistema ciclogenético. En efecto, la celeridad de grupo del

frente con Tp = 16 segundos es:

T 4g Cgπ

= = 0,78 x 16 = 12,5 m/s

Y el tiempo de propagación hasta la boya:

horas 15 3.600 x 12,5

670.000 t ==

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 16

Avances en Producción y Manejo de Gas

Es decir, llegando el 17 a las 02 a.m.

Las olas procedentes del Punto B constituyen el pico en la boya. En efecto para

Tp = 12 segundos:

Cg = 0,78 x 12 = 9,4 m/s

horas 16 3.600 x 9,4

550.000 t ==

Es decir, llegando el 17 a las 08 a.m.

Ambos cálculos se ajustan aproximadamente a los registros lo que confirma las

posiciones relevantes del huracán con respecto al sitio de la Boya.

El pico de corta duración corresponde a un fenómeno ciclónico de intensidad y

desplazamiento uniforme y la propagación del oleaje sin obstáculos.

b) En la Boya del PMS asimismo las olas procedentes del Huracán en la posición B

marcan el inicio del sistema ciclogenético. En efecto, con el mismo período Tp =

16 segundos:

horas 13 3.600 x 12,5

600.000 t ==

Es decir, llegando a la Boya del PMS el 17 a las 05 a.m. que coincide con la hora

de inicio registrada.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 17

Avances en Producción y Manejo de Gas

El pico de larga duración (20 horas) habla de probables efectos de las islas

Barbados y las otras Antillas Orientales tanto en el régimen del Huracán como en

la propagación del oleaje hasta el sitio de la Boya.

El efecto de las islas debe también explicar que en la Boya del PMS, a pesar de

estar más cerca de la trayectoria del huracán, se registró una magnitud de Hs

ligeramente menor que en la Plataforma Deltana.

c) El descenso progresivo y continuo del Período Tp indica que la tormenta

ciclogenética tiene un origen relativamente acotado en el espacio y el tiempo. El

paquete de oleaje en la zona de generación tiene una longitud en el orden de los

100 kilómetros y duración de horas. Las componentes del espectro de

frecuencias (trenes de olas de diferente período T) tienen diferente velocidad de

propagación (Celeridad de Grupo). En consecuencia lo trenes de período largo

llegan primero a la Boya y los de período corto posteriormente. Las

consecuencias son:

• El paquete original tiene mayor duración cuando alcanza la Boya.

• Los diferentes trenes se separan resultando en un oleaje más uniforme (Espectro

de Banda Estrecha).

• La energía se dispersa en el mar y la Altura de la Ola Hs, proporcional a la raíz

cuadrada de la densidad superficial de energía, se amortigua.

3. MEDICIONES DE CORRIENTES

3.1 RESUMEN DE LAS MEDICIONES

La Figura 1.1 muestra la ubicación de las diferentes estaciones de medición, donde

entre otras variables oceanográficas y meteorológicas, se registraron datos del perfil

vertical de velocidades de corriente.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 18

Avances en Producción y Manejo de Gas

En la Tabla 3.1 se presenta un resumen de los valores promedio y extremos de las

velocidades registradas, así como su dirección más frecuente.

TABLA 3.1

RESUMEN DE LAS MEDICIONES DE CORRIENTESESTACIÓN BOYA COCUINA

CORRIENTESProfundidad Velocidad Velocidad Velocidad Dirección

(m) Media (m/s) Máxima (m/s) Mínima (m/s) Prevaleciente10 0,447 1,470 0,010 NNW20 0,383 1,450 0,000 NWW50 0,341 2,030 0,000 NNW

ESTACIÓN COCUINACORRIENTES

Profundidad Velocidad Velocidad Velocidad Dirección(m) Media (m/s) Máxima (m/s) Mínima (m/s) Prevaleciente10 1,446 2,710 0,240 WNW20 0,757 2,160 0,100 WNW50 0,543 2,180 0,010 NNW70 0,491 2,510 0,010 NNW90 0,400 2,040 0,000 NNW

ESTACIÓN BALLENA

CORRIENTESProfundidad Velocidad Velocidad Velocidad Dirección

(m) Media (m/s) Máxima (m/s) Mínima (m/s) Prevaleciente0 1,500 2,690 0,130 W

40 0,315 1,350 0,020 NNW50 0,411 1,640 0,010 NNW80 0,255 1,010 0,010 NWW

100 0,252 0,780 0,010 SSE150 0,312 1,340 0,010 SSE200 0,168 0,800 0,010 SSE250 0,150 0,590 0,010 NNW300 0,129 0,490 0,010 NNW317 0,151 0,560 0,010 WNW327 0,143 0,590 0,020 WNW

3.2 ANÁLISIS DE LOS DATOS

3.2.1 Dirección y Velocidad de las Corrientes Superficiales

La circulación superficial en los océanos está relacionada a movimientos convectivos

de agua asociados a gradientes de densidad originados entre otras causas por el

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 19

Avances en Producción y Manejo de Gas

calentamiento solar, a corrientes profundas de características mucho menos

conocidas, y a otros procesos entre los cuales destacan la fricción del viento

actuando sobre la superficie del agua.

Esto da origen a una zona superficial o capa de mezcla con temperaturas y

concentraciones salinas (y por ende de densidad), bastante uniformes, por debajo de

la cual se encuentra la picnolina, zona en la cual existe un fuerte gradiente de

densidad asociado al cambio de profundidad.

Tal como se desprende de la Tabla 3.1, las corrientes superficiales registradas, son

hasta un 100% superior a las del resto de la columna de agua, hecho que se

evidencia con mayor fuerza en las estaciones situadas a mayor profundidad

(Estación Cocuina con 800 metros y Estación Ballena con 330 metros) donde las

corrientes superficiales (0 a 10 metros de profundidad) son cerca de 3 veces

mayores que las corrientes registradas a 50 metros de profundidad.

Las mayores magnitudes de

velocidades registradas fueron

bastante más altas (hasta 2,7

m/s o 5,3 nudos) a las que en

principio pudieran esperarse en

mar abierto, al igual que los

promedios superficiales de

algunas de las estaciones

(promedios de velocidad en la

capa superficial de 1,50 m/s o

2,9 nudos).

En cuanto a la dirección

registrada, el régimen

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 20

Figura 3.1 – Anillos de la Corriente Norte de Brasil (1999) (Ref. 3)

Avances en Producción y Manejo de Gas

superficial de corrientes en todas las estaciones de medición osciló entre el WNW

(Oeste-Noroeste) y el NNW (Norte Noroeste), coincidiendo este rango direccional

con la dirección reportada en la literatura para la corriente superficial del Noreste del

Brasil, la cual a su vez es alimentada por la Corriente Surecuatorial.

En la Figura 3.1 se presentan los macrovórtices o Rings de corrientes asociados a la

corriente Norte del Brasil registrados en 1999, y que también forman parte del

sistema de “circuitos” de corrientes superficiales que han sido caracterizados en la

literatura.

3.2.2 Influencia del Efecto de Coriolis sobre la Dirección de las Corrientes Superficiales

Al comparar las direcciones de las corrientes con las de procedencia del viento, se

debe considerar el efecto de rotación de la tierra y el efecto de la Fuerza de Coriolis

que se produce perpendicular a la dirección del movimiento, cuya acción se traduce

en que en el hemisferio Norte las corrientes superficiales fluyen a la derecha de la

dirección del viento, mientras que en el hemisferio Sur lo hacen a la izquierda, siendo

este fenómeno conocido como la Espiral de Ekman, el cual explica como el agua

superficial fluye a 45º del viento al tiempo que las capas inferiores giran con respecto

a la superior, incrementándose dicha desviación conforme aumenta la profundidad, al

tiempo que disminuyen simultáneamente su magnitud.

Los vectores de la dirección de las corrientes forman un espiral cuyos valores

teóricos son conocidos como la espiral de Ekman, y a la capa de agua comprendida

entre la superficie y la profundidad donde termina el efecto del viento, se le conoce

como la capa de Ekman.

El análisis de los datos registrados indica que la dirección predominante de la

corriente en las capas superficiales, es el rango direccional NNW-WNW, mientras

que el del viento es Este-Oeste, básicamente debido a la acción de los Vientos lo

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 21

Avances en Producción y Manejo de Gas

cual indica que ambas direcciones forman entre sí un ángulo de aproximadamente

45º, hecho que pareciera confirmar la teoría de Ekman y por tanto del efecto de la

Fuerza de Coriolis sobre las mediciones.

3.2.3 Variaciones en Profundidad de la Dirección y Velocidad de las Corrientes

y las Causas que lo Originan

La circulación profunda, lejos de la influencia directa de la atmósfera, se conoce

como circulación termohalina, debido a su origen, fundamentado en las diferencias

de temperatura y salinidad de los cuerpos de agua que estén involucrados, pudiendo

las variaciones de densidad tener su origen en aumentos de salinidad y/o descensos

de temperatura, ambos fenómenos asociados a aumentos de densidad.

Los aumentos de la salinidad superficial pueden tener su origen en una alta

evaporación (en las zonas tropicales) o por formación de hielo (en las zonas polares),

mientras que los descensos de la temperatura superficial se originan cuando exista

un balance térmico que implique pérdidas energéticas hacia la atmósfera.

Una vez modificadas las características termohalinas del cuerpo de agua, la salinidad

y temperatura de este cuerpo de agua no son las mismas que las que poseía en la

superficie, ya que se ha ido progresivamente mezclando con otros cuerpos de agua,

siendo la circulación profunda distinta a la corriente superficial, tanto en dirección

como en velocidad, lo cual explica las diferencias entre el régimen de corrientes

registrado en la superficie, y las condiciones registradas en las capas más profundas.

En la Figura 3.2 se presentan rosas de corrientes a diversas profundidades mientras

que en la Figura 3.3 se muestran isometrías de perfiles verticales de corrientes,

ambos medidos en la Estación Ballena, donde se evidencia tanto la disminución

vertical de las velocidades como la presencia de inversiones de flujo a lo largo del

perfil vertical de velocidades.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 22

Avances en Producción y Manejo de Gas

Figura 3.2 – Rosas de corrientes a diferentes profundidades

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 23

Avances en Producción y Manejo de Gas

Figura 3.3 – Perfiles verticales de corrientes (Estación Ballena)

4. EXPERIENCIAS EN LOGÍSTICA

Para realizar las campañas de instalación y revisión de los equipos y estaciones de

medición, se tuvo que coordinar toda una logística que involucró tanto a personal de

Consorcio Oceanográfico GI (CG)I como de StatoilHydro. En líneas generales, se

pueden resumir las actividades de logística típicas de un trabajo de campo de la

siguiente manera:

• Procura de equipos, repuestos y consumibles requeridos en cada campaña por

parte de Consorcio Oceanográfico GI (CGI).

• Chequeo de modelos globales de predicción de oleaje para verificar que las

condiciones climáticas fueran favorables durante cada campaña.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 24

Avances en Producción y Manejo de Gas

• Reunión entre Consorcio Oceanográfico GI (CGI) y StatoilHydro para definir

fecha de la salida.

• Trámites por parte de StatoilHydro para el traslado de un inspector desde

Noruega hasta el puerto de salida de la embarcación oceanográfica.

• Traslado del personal de Consorcio Oceanográfico GI (CGI), equipos y

herramientas hasta el puerto de salida.

• Configuración, ensamblaje, prueba y verificación de los instrumentos.

• Trámites del zarpe ante la capitanía de puerto en conjunto con el capitán del

barco.

• Carga de materiales y equipos en el barco, así como embarque del personal.

• Navegación hacia el sitio de mediciones en Bloque IV.

• Revisión de los equipos, descarga de datos, mantenimiento y re-instalación.

• Navegación de regreso desde Bloque IV hacia el puerto de origen.

• Coordinación junto con StatoilHydro del retorno del inspector hacia Noruega.

• Empaque y almacenamiento de los equipos, materiales y herramientas para su

traslado al depósito.

• Desmovilización del personal.

5. TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍA Y CONTENIDO NACIONAL

El proyecto brindó la oportunidad de desarrollar habilidades a las empresas

Venezolanas participantes en el diseño, construcción, instalación y operación de

estaciones oceanográficas y meteorológicas costa afuera, en profundidades mucho

mayores que el ámbito tradicional de los estudios similares realizados anteriormente

en el país. Esto redunda en una mayor competitividad en el mercado local e

internacional, así como en un incremento en el contenido nacional de otros estudios

similares.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 25

Avances en Producción y Manejo de Gas

En las etapas iniciales del proyecto, el diseño de los arreglos y sistemas de anclaje

contó con la asistencia de la empresa consultora noruega NIVA y de la empresa

Axys Technologies, fabricante de las Boyas Watchmaster y 3 metros, empleadas en

el estudio. En etapas más avanzadas del proyecto, la empresa noruega SINTEF

también participó revisando y avalando los diseños y propuestas de sistemas de

instalación hechos por Consorcio Oceanográfico GI (CGI).

El proyecto contó con a participación en la fase de preparación y durante cada

campaña de los inspectores de StatoilHydro, quienes además de supervisar la

correcta ejecución de los trabajos desde los puntos de vista contractual, técnico y de

seguridad, aportaron sus conocimientos en el área de la oceanografía, además de

proponer modificaciones y mejoras en los procedimientos, en el diseño de los

arreglos sumergidos y en la visualización de los datos.

Uno de los puntos claves de este proyecto fue la adaptación y certificación del B/O

Guaiquerí II, siguiendo las observaciones del informe levantado por ABS Consulting,

incluyendo la actualización y adecuación de los equipos de seguridad, detección y

control de incendios, reparaciones del casco, adición de puertas estancas,

certificación de la tripulación, etc. Como parte de las adaptaciones para los trabajos

costa afuera, el buque fue equipado con una grúa telescópica de 7 toneladas y un

malacate de 5 toneladas, capaces de izar en forma segura los componentes de los

anclajes de los arreglos y boyas. Esta grúa fue certificada junto con los operadores

calificados, tanto de Consorcio Oceanográfico GI (CGI) como de la tripulación. El B/O

Guaiquerí II también fue equipado con un sistema Inmarsat Fleet77 que permite

comunicación global de voz, datos y acceso a Internet.

De igual forma, las campañas de instalación y de primera revisión contaron con la

presencia y activa participación del Inspector Naval asignado por la Dirección de

Hidrografía y Navegación de la Armada de Venezuela.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 26

Avances en Producción y Manejo de Gas

6. CONCLUSIONES

– En este trabajo se resumen las mediciones de oleaje y corrientes que forman

parte de una campaña de adquisición de datos “Metocean” en aguas muy

profundas, de duración próxima a un (1) año.

– El régimen de oleaje en este año de mediciones se puede calificar como

moderado en cuanto a las condiciones extremas dado que la Altura de Ola

Significativa máxima registrada fue Hs, máx = 3,1 y el máximo valor individual fue

Hmáx, máx = 5,5.

– En relación con los aspectos operacionales el oleaje reinante puede calificarse

como intermedio por cuanto Hs = 2,0 metros es excedido el 20% del tiempo.

Incluso en el período de menos agitación (Junio a Noviembre) dicha magnitud de

Hs es excedida el 9% del tiempo.

– En el período de estas mediciones sólo un huracán (Dean) generó oleajes que

afectaron al sitio de estudio. Dado que tanto la Boya de la Plataforma Deltana

como la del Proyecto Mariscal Sucre al Norte de la Península de Paria,

registraron el evento, se puede utilizar para la validación de algún modelo

regional de “hindcasting” tal como el GROW FINE CARIBBEAN de

Oceanweather.

– Las altas magnitudes de las corrientes registradas y la alta variabilidad en el

tiempo y en la vertical, llevan a recomendar a continuar las mediciones y,

paralelamente, utilizar los datos medidos para la calibración y validación de algún

modelo hidrodinámico de esta región del Océano Atlántico, que permita

desarrollar un modelo de pronóstico apoyado sobre datos de mediciones en

tiempo real, así como estadísticas más confiables para operaciones y diseño.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 27

Avances en Producción y Manejo de Gas

– Independientemente de las pérdidas de algunos instrumentos en la etapa inicial,

por demás frecuente en las mediciones oceánicas, se ha consolidado la

capacidad de una empresa nacional para diseñar sistemas e instalar y operar

instrumentos de medición de parámetros Metocean en aguas muy profundas, así

como de procesar los datos adquiridos.

7. REFERENCIAS

1. Consorcio Oceanográfico GEOHIDRA-INCOSTAS GI, (2008). “Resumen

Semestral de Datos”. Servicios de recolección y procesamiento de datos para el

estudio meteorológico y oceanográfico del Proyecto Mariscal Sucre, Caracas.

2. Font, Juan B., (1982). “El Oleaje en las Costas de Venezuela”. Revista El Agua Nº

24, Caracas.

3. Goni, G. and W. Johns, (2001). “A Census of North Barzil Current Rings

Observed from TOPEX/POSEIDON Altimetry: 1992-1998”. Geophys. Res. Let.,

28, 1-4, 2001.

4. Herrera, Luís E. y Germán Febres, (1981). “Principales Acciones Meteorológicas

y Procesos Ciclogenéticos que afectan las Aguas Costa Afuera de Venezuela”.

Revista Técnica INTEVEP 1(2), Caracas.

5. HIDROMET, S.C., (1977). “Estimación del Régimen del Oleaje en las Costas

Venezolanas”. Instituto Nacional de Puertos, Caracas.

6. INCOSTAS, S.A., (2007). “Informe Final” Mediciones de corrientes en Plataforma

Deltana, Bloque IV, Caracas.

7. INCOSTAS, S.A., (2008). “Clima de Olas. Terminal Los Robles, VII Región,

Chile”. Informe propiedad de AES-GENER, Santiago, Chile.

XVIII Convención de Gas , AVPG, Caracas, Venezuela, 27 - 29 de Mayo, 2008 Página 28