Patrones de circulación de corrientes en una zona insular del Caribe y su influencia en la descarga de efluentes. Caso de estudio San Andrés, Colombia

Abstract

Los patrones de circulación de corrientes en aguas poco profundas pueden controlar procesos claves como el transporte y difusión de efluentes. En este estudio, se investigaron los patrones de circulación de corrientes y la influencia sobre las descargas de efluentes en la isla de San Andrés ubicada al noroeste del mar Caribe. Para caracterizar estos patrones se empleó el modelo numérico acoplado de olas y corrientes Delft Wave-Flow, calibrado y validado con datos de campo de corrientes, olas y marea. Los resultados revelaron que la marea ejerce una mayor influencia en la laguna arrecifal con velocidades entre 0.01 ms-1 y 0.04 ms-1. Las corrientes influenciadas por las olas alcanzaron velocidades entre 0.3 ms-1 - 0.75 ms-1 sobre la cresta de la barrera arrecifal. El viento ejerce influencia sobre las corrientes generando magnitudes de velocidad que oscilan entre 0.2 ms-1 y 0.8 ms-1 en la cresta de los arrecifes y en aguas poco profundas del oeste de la isla. En el análisis de estacionalidad de las corrientes, se encontró que durante el trimestre de diciembre, enero y febrero las magnitudes de las corrientes son máximas y pueden variar entre 0.6 ms-1 a 0.8 ms-1, mientras que para el trimestre de septiembre, octubre y noviembre las corrientes son mínimas con valores entre 0.15 ms-1 a 0.35 ms-1. Los escenarios de eventos sintéticos extremos muestran que las corrientes pueden alcanzar velocidades entre 0.75 ms-1 y 1.2 ms-1 cuando se propagan olas desde el norte con una altura de ola significante de 3.5 m. Finalmente se evaluó el transporte de las descargas de efluentes en el costado oeste y al norte de la isla, bajo condiciones estacionales y extremas. En condiciones extremas se encontró que el 10% de la concentración de la descarga en el norte cubre áreas de la isla con presencia de ecosistemas marinos sensibles tales como, corales, pastos y manglares. El presente estudio permitiría contribuir a la formulación de lineamientos técnicos y toma de decisiones informadas en relación con la protección y conservación de los ecosistemas costeros, así como la gestión sostenible de los recursos marinos. (Texto tomado de la fuente)

Current circulation patterns in shallow waters can control key processes such as effluent transport and diffusion. This study investigated current circulation patterns and their influence on effluent discharge on San Andres Island in the northwestern Caribbean Sea. The Delft Wave-Flow coupled numerical wave-current model, calibrated, and validated with current, wave, and tidal field data, was used to characterize these patterns. The results revealed that the tide exerts an influence on the reef lagoon with velocities between 0.01 ms-1 and 0.04 ms-1. Wave-influenced currents reached velocities between 0.3 ms-1to 0.75 ms-1at the coral reef crest. Wind influences the currents, generating velocity magnitudes ranging from 0.2 ms-1 to 0.8 ms-1. In the analysis of the seasonality of currents, we found that during the December, January, and February quarters, the magnitudes of currents are maximum and can vary between 0.6 ms-1to 0.8 ms-1, while for the September, October, and November quarters, the currents are minimal, with values between 0.15 ms-1 to 0.35 ms-1. The extreme synthetic event scenarios show that currents can reach velocities of 0.75 ms-1 and 1.2 ms-1 whit waves from the north with a significant wave height of 3.5 m. Finally, we evaluated the transport of effluent discharges on the west and north sides of the island under seasonal and extreme conditions. Under extreme conditions, 10% of the discharge concentration in the north covers areas of the island with marine ecosystems such as corals, grasses, and mangroves. This study contributes to the formulation of technical guidelines and informed decision-making concerning the protection and conservation of coastal ecosystems and the sustainable management of marine resources.