La modelación y la historia como herramientas para la evaluación ambiental

La Empresa Portuaria de San Antonio (EPSA) ha encomendado a JIA la elaboración de los estudios de impacto ambiental requeridos para la obtención de la correspondiente Resolución de Calificación Ambiental que permita la construcción del nuevo “Puerto Exterior” en San Antonio, lo que constituye una de las iniciativas más importantes para la industria portuaria  chilena, expandiendo  la capacidad de Chile como país exportador e importador.

La importancia de San Antonio, como puerto, se originó en la Guerra Chileno-Española, en 1865. Como los muelles y bodegas de Valparaíso habían sido destruidas por un bombardeo español, no hubo otra opción que usar San Antonio como puerto principal. Desde entonces el puerto ha demostrado ventajas comparativas respecto al puerto de Valparaíso (grandes espacios para la expansión y profundidades compatibles con el trafico mercante), lo que ha fortalecido progresivamente la idea de convertir a este puerto en la principal instalación portuaria de la zona centro.

Antiguo puerto de San Antonio

Antiguo puerto de San Antonio

Con el paso de los años, el desarrollo portuario de San Antonio ha ido generando modificaciones a su ambiente natural, mostrado influencia sobre el entorno, siendo uno de los pocos casos en los cuales ha sido posible documentar y seguir su evolución a lo largo de varias décadas.

Este proceso de evolución ha sido el responsable de la modificación del estuario original, la elongación de la laguna estearina, el embancamiento de la desembocadura y la formación de las lagunas actualmente ubicadas en el sector sur del puerto, cambios que normalmente escapan al análisis de los estudios de impacto ambiental actualmente evaluados en el SEIA.

Litoral de San Antonio, 1904

Litoral de San Antonio, 1904

 

Puerto de San Antonio, año 1997

Puerto de San Antonio, año 1997

Es así como la historia del puerto y los antecedentes que han sido recopilados durante el último siglo, nos muestra que el efecto ambiental principal fue el cambio en el transporte de sedimentos a lo largo del litoral por las corrientes y que el borde costero le ganó terreno al mar. Sin embargo, es necesario comprender que este proceso ocurre lentamente, mediante la evolución entre sucesivos estados de equilibrio hasta la obtención de un nuevo borde costero estable a largo plazo.

Es en este ámbito en el cual, los actuales procedimientos de evaluación del impacto ambiental de proyectos pueden abordar en forma más efectiva los impactos de los proyectos, pudiendo anticipar las consecuencias y mitigar los impactos y no esperar el paso del tiempo para verlos.

El nuevo puerto incluye la capacidad de recibir buques portacontenedores de clase E  (Actualmente Chile solo puede recibir barcos portacontenedores de Clase B), clase VLCS y ULCS también conocidos como buques Post-New Panamax, los cuales poseen una eslora o longitud total superior a los 390 m y calados mayores a los 13 m bajo la superficie. Estas dimensiones hacen necesaria la realización de dragados dirigidos a aumentar la profundidad del área de maniobras en el interior y la entrada del puerto.

Modelación 4

El proceso constructivo entonces considerará la utilización de las faenas de dragado, el vertido de material para la construcción del rompeolas y obras anexas, así como también del depósito final de material dragado no utilizado para la construcción.

Debido a la complejidad de la caracterización de los efectos de estas actividades y a los procesos de dispersión observados, el proyecto considera la aplicación de herramientas de modelación hidrodinámica, las cuales deberán incorporar todos los aspectos ambientales relevantes para lograr una aproximación muy cercana a la realidad. Es así como en una primera etapa se deberá llevar a cabo modelación de la batimetría que en forma similar a la topografía describe las profundidades del área de modelación, utilizando para ello toda la información disponible. Esta modelación considera desde los sectores oceánicos hasta los sectores interiores de baja profundidad. El resultado de esta etapa es una “grilla” que proporciona al modelo la mejor representación geométrica de la geomorfología del fondo marino.

Modelación 5

Junto a esto, se deberá obtener la información meteorológica y oceanográfica que proporcionen al modelo una descripción realista de las fuentes de energía que pueden afectar el movimiento de las masas de agua, entre las cuales se encuentra en primer lugar la marea y el viento. Como una etapa intermedia, se deberá llevar a cabo un proceso de modelación del oleaje, el cual depende del viento local y el oleaje que se propaga desde altamar al interior de la grilla.

El modelo de olas es de suma importancia para los procesos de transporte de sedimentos y esta parte del proceso es en sí mismo un modelo de alta complejidad, pues involucra la propagación de un “espectro direccional” (distribución de energía desde diversas direcciones). Asimismo, este proceso deberá incorporar diferentes escenarios de interés, tales como marejadas, oleaje local y remoto para múltiples estados de mar.

Otro proceso accesorio tiene relación con la modelación de la desembocadura del río, desde la cual se espera obtener las condiciones de borde necesarias para incorporar la descarga de agua dulce y sedimentos. La importancia de este proceso se deriva, en primer lugar, del importante aporte de sedimentos que entrega naturalmente el río, el cual determina el “caso base” del proyecto. Asimismo, un efecto importante a considerar es la existencia de un sistema estuarino, en el cual será posible encontrar una capa de agua dulce en superficie y una capa de agua salada subyacente, ya que la interface entre ambas capas puede determinar una frontera para la caída libre de sedimentos desde superficie al fondo.

Finalizadas las etapas iniciales antes descritas, se llevará a cabo la implementación de un modelo hidrodinámico, el cual tiene como producto principal la generación de campos de vectores de velocidad de la corriente, descritos en todo el dominio de modelación, para las diferentes profundidades seleccionadas. Este modelo deberá ser comparado con todas las mediciones de terreno, obtenidas principalmente de la medición de corrientes en la columna de agua con equipos llamados Perfiladores Acústicos Doppler (ADCP). Este proceso puede ser altamente demandante, puesto que es un ciclo en el cual se ajusta progresivamente las diferentes variables que determinan la estructura del modelo, siendo necesaria la realización de múltiples experimentos, los cuales permiten llegar a un modelo viable y suficientemente robusto que represente las condiciones ambientales reales, seleccionadas en los distintos escenarios de modelación. Una de las dificultades que se encuentra en este proceso se deriva de la convivencia en el mismo marco teórico, de procesos de gran escala (vientos oceánicos, marejadas, variaciones de viento a escala sinóptica, etc.) junto a fenómenos de pequeña escala, tales como la turbulencia costera.

Diferentes tipos de procesos que afectan la dispersión de sedimentos a diferentes escalas espaciales.

Diferentes tipos de procesos que afectan la dispersión de sedimentos a diferentes escalas espaciales.

Una vez generado el modelo hidrodinámico, se acoplaran a este un conjunto de submodelos o módulos específicos, los cuales están dirigidos a simular, bajo el campo de velocidades de la corriente ya obtenido, el comportamiento de las descargas de sedimentos generados en las diferentes etapas.

Los resultados de este largo y complejo proceso, aplicados a los diferentes escenarios de operación proporcionaran una visión predictiva, en donde gracias a los avances de la tecnología  y desarrollo de modelos matemáticos, podremos evaluar los efectos del proceso de construcción, algo que décadas atrás era imposible de imaginar, pero que sin embargo la historia se encargó de mostrarnos.

Ejemplos de resultados de modelos aplicados al análisis de trabajos de dragado.

Ejemplos de resultados de modelos aplicados al análisis de trabajos de dragado.