Análisis del clima marítimo de aguas intermedias y su potencial energético en la zona de influencia de los principales puertos del Caribe colombiano

Claudia Patricia Urbano-Latorre, Claudia J. Dagua-Paz, Andrés Felipe Camilo Martínez
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Abstract

Este trabajo presenta un estudio del clima de oleaje para el mar Caribe colombiano, entre las coordenadas 8° N y 16° N de latitud y 84° W y 70° W de longitud, y su potencial energético en los puntos de aguas intermedias en el área de influencia marítima en los principales puertos del Caribe colombiano, que sirven de insumo a los intereses marítimos del país. Se realizó con base en análisis de simulaciones de propagación de oleaje de un período de 30 años elaborado en el Centro de Investigaciones Oceanográficas e Hidrográficas del Caribe, utilizando el modelo Simulating Wave Nearshore, forzado con los vientos del Reanálisis Regional de América del Norte de 1979 a 2010, y validado con información de boyas direccionales de la Dirección General Marítima y de la Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica en el mar Caribe. Los resultados muestran cuatro regiones del Caribe colombiano con características similares de altura, período y dirección de ola. La primera es la región insular de San Andrés y Providencia; la segunda, una región sur entre Urabá y Cartagena; una tercera es la región central, entre Barranquilla y Santa Marta; la cuarta corresponde a la parte norte, entre Riohacha y Puerto Bolívar. Los valores más altos de altura de ola se observan en Barranquilla y Santa Marta y los más bajos en Urabá. Adicionalmente, se evaluó la capacidad de energía renovable obtenida por medio del oleaje a partir del espectro de energía potencial para boyas virtuales en los principales puertos. Se encontró que la energía se concentra entre 4 s a 6 s de periodo, y entre 0.5 m y 3 m en alturas de ola, para las boyas de Barranquilla, Santa Marta, Puerto Bolívar y Providencia; siendo Barranquilla el sitio de mayor potencial que se encuentra entre 7 s y 4 m, seguida de Santa Marta entre 6 s y 3.8 m. El potencial energético promedio anual presenta valores altos entre diciembre y marzo; medios, entre junio y agosto; valores bajos, en mayo, y entre septiembre y noviembre, correspondientes a las épocas seca y húmeda. Las condiciones del oleaje encontradas superan el umbral necesario para generar energía con un sistema de energía alternativa tipo Wave Energy Converter, con potenciales de rendimiento aceptables que podrían multiplicarse mediante la instalación de parques energéticos.
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分析哥伦比亚加勒比海主要港口影响区中间水域的海洋气候及其能源潜力。
本文研究了北纬 8°至北纬 16°、西经 84°至西经 70°坐标之间的哥伦比亚加勒比海的波浪气候及其在哥伦比亚加勒比海主要港口海洋影响区中间水域的能量潜力,这些水域是该国海洋利益的输入点。这项研究是在加勒比海海洋学和水文学研究中心开发的 30 年波浪传播模拟分析的基础上进行的,使用的是模拟近岸波浪模型,以 1979 年至 2010 年北美区域再分析的风力为动力,并通过海事总局和国家海洋与大气管理局在加勒比海的定向浮标提供的信息进行验证。结果显示,哥伦比亚加勒比海的四个区域具有相似的波高、周期和方向特征。第一个是圣安德烈斯岛和普罗维登西亚岛地区;第二个是乌拉瓦和卡塔赫纳之间的南部地区;第三个是巴兰基亚和圣玛尔塔之间的中部地区;第四个是里奥哈查和波利瓦尔港之间的北部地区。巴兰基亚和圣玛尔塔的波浪高度值最高,乌拉瓦的波浪高度值最低。此外,还根据主要港口虚拟浮标的潜在能量谱对可再生波浪能进行了评估。结果发现,在巴兰基亚、圣玛尔塔、玻利瓦尔港和普罗维登西亚的浮标上,能量集中在 4 秒至 6 秒周期之间,波高在 0.5 米至 3 米之间;巴兰基亚的潜力最大,在 7 秒至 4 米之间,其次是圣玛尔塔,在 6 秒至 3.8 米之间。年平均能量潜力在 12 月和 3 月之间呈现高值,6 月和 8 月之间呈现中等值,5 月和 9 月至 11 月之间呈现低值,分别对应干季和雨季。所发现的波浪条件超过了利用波浪能转换器型替代能源系统进行发电所需的临界值,其性能潜力可以接受,并可通过安装能源园实现倍增。
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