Metodología para la obtención y análisis de las condiciones de oleaje en zonas sin datos instrumentales. Aplicación a la evaluación de los efectos del cambio climático en el diseño del dique de la ampliación de la zona norte del puerto de Veracruz (México)

Abstract

[EN] Coastal defense structures play a major role in the development of ports. As ports are central elements to the local economy, the operability, functionality and safety of their infrastructures must be ensured. Hence, a reliable design of their defense structures, like breakwaters, is needed. Determining the characteristics of the marine climate is fundamental to a breakwater design. By using the script provided in this Master Thesis, it is possible to obtain, with a certain reliability, data on wave conditions in geographic areas without measuring instruments or local data. The American database created by the National Oceanic and Atmospheric Administration lies at the basis of the script developed.

Climate Change affects marine weather conditions, making coastal structures predictably more vulnerable to future marine conditions. This fact could endanger the structural integrity of the designed breakwaters.

Due to the ability to obtain wave data in any part of the world, this Master Thesis is able to analyze the wave conditions of the surroundings of the project of Veracruz North Port extension. A temporal analysis of waves along with the predictions of sea level rise provided by the International Panel on Climate Change, allowed for future predictions of the marine climate at the end of the XXI century to be made. These conditions show that the breakwater cross section studied is under-designed against future conditions. Discharges due to overtopping will increase in a range from 13% to 27 %, while the armour stability will need an increase between 3% and 10% of its elements weight to meet present design requirements. These results highlight the need to consider a design factor which will take into account Climate Change and its threat against existing and future port structures.

[CA] Les obres d'abric juguen un paper essencial en l'esdevindre dels Ports. Estos són el motor de l'economia i han d'assegurar l'operativitat, funcionalitat i seguretat de les seues infraestructures. Per això és necessari un correcte disseny de les obres d'abric, com en el cas dels dics. La determinació del clima marítim és una fase fonamental en el disseny i per mitjà del codi exposat en este Treball Final de Màster, es podrà obtindre amb una certa fiabilitat dades relatives a l'onatge en zones geogràfiques que no tinguen instruments de mesura o dades d'onatge. La base de dades americanes de la National Oceanic and Atmospheric Administration és la base de l'algoritme desenvolupat.

El Canvi Climàtic té efectes sobre el clima marítim, fent les estructures costaneres previsiblement més vulnerables a les condicions climàtiques futures. Este fet pot fer perillar els requisits de les obres d'abric dissenyades.

Podent obtindre dades d'onatge en qualsevol part del món, este Treball Final de Màster analitza l'onatge característic de l'entorn del projecte d'Ampliació de la zona nord del Port de Veracruz. L'anàlisi temporal de l'onatge junt a les prediccions d'increment del nivell mitjà del mar proposades per el International Panel on Climate Change, permeten fer una predicció de les condicions d'onatge a finals de segle XXI. Estes mostren l'infradimensionament de la secció del dic d'estudi enfront de condicions venidores. L'ultrapassament previst augmentarà les seues descàrregues entre un 13% i 7% , mentres que l'estabilitat del manto no podrà complir els requeriments de disseny actuals, requerint un increment entre el 3% i 10% del pes dels elements que ho conformen. Estos resultats posen de manifest la necessitat d'incorporar en els dissenys un factor que considere el Canvi Climàtic i l'amenaça que este genera sobre les obres portuàries existents i futures.

[ES] Las obras de abrigo juegan un papel esencial en el devenir de los Puertos. Éstos son el motor de la economía y han de asegurar la operatividad, funcionalidad y seguridad de sus infraestructuras. Por ello es necesario un correcto diseño de las obras de abrigo, como los diques. La determinación del clima marítimo es una fase fundamental en el diseño y mediante el código expuesto en este Trabajo Final de Máster, se podrá obtener con cierta fiabilidad datos relativos al oleaje en zonas geográficas que carezcan de instrumentos de medición o datos al respecto. La base de datos americana de la National Oceanic and Atmospheric Administration es la base del algoritmo desarrollado.

El Cambio Climático tiene efectos sobre el clima marítimo, haciendo las estructuras costeras previsiblemente más vulnerables a las condiciones climáticas futuras. Este hecho puede hacer peligrar los requisitos de las obras de abrigo diseñadas.

Pudiendo obtener datos de oleaje en cualquier parte del mundo, este Trabajo Final de Máster analiza el oleaje característico del entorno del proyecto de Ampliación de la zona norte del Puerto de Veracruz. El análisis temporal del oleaje junto con las predicciones de incremento del nivel medio del mar propuestas por el International Panel on Climate Change, permiten hacer una predicción de las condiciones de oleaje a finales de siglo XXI. Éstas muestran el infradimensionamiento de la sección del dique de estudio frente a condiciones venideras. El rebase previsto aumentará sus descargas entre un 13% y 27% , mientras que la estabilidad del manto no podrá cumplir los requerimientos de diseño actuales, necesitando un incremento entre el 3% y 10% del peso de los elementos que lo conforman. Estos resultados ponen de manifiesto la necesidad de incorporar en los diseños un factor que considere el Cambio Climático y la amenaza que este genera sobre las obras portuarias existentes y futuras.