Investigadores de la UGR revisitan el modelo de Ekman, una de las teorías más influyentes de la Oceanografía

Científicos de las Universidades de Granada y Zaragoza han publicado una investigación en la revista Ocean Modelling en la que analizan el modelo de Ekman, una teoría clásica que ofrece una explicación sobre cómo las corrientes oceánicas impulsadas por el viento giran con la profundidad. La teoría de Ekman muestra la importancia de la rotación terrestre –efecto Coriolis– y la turbulencia en la columna de agua en las corrientes oceánicas producidas por el viento. Hoy en día, los términos Transporte de Ekman, Capa de Ekman y Espiral de Ekman aparecen y se estudian en la mayoría de los libros de texto oceanográficos.

Sin embargo, la teoría clásica de Ekman considera condiciones que rara vez se encuentran en el océano real, a saber, un océano de profundidad infinita y completamente mezclado sin estratificación. Por ello, las corrientes proporcionadas por el modelo de Ekman difícilmente reproducen datos de corrientes reales. Estas limitaciones son las que han motivado a los investigadores de la UGR y de UNIZAR a revisitar esa teoría. La investigación ha sido parcialmente auspiciada por los proyectos DICHOSO, coordinado por el Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía (ICMAN-CSIC), y EPICOS, coordinado por el Grupo de Dinámica de Flujos Ambientales (GDFA-UGR). El pilar de este trabajo es la integración de ingredientes realistas en un único modelo que extiende y mejora la descripción de las corrientes marinas que hace el modelo de Ekman.

La historia detrás de esta teoría comienza a finales del siglo XIX, en el Ártico, cuando el explorador noruego Fridtjof Nansen se embarcó en el Fram y se dejó atrapar por los hielos del Ártico con el objetivo de que la deriva de la banquisa le permitiera alcanzar el Polo Norte. No logró alcanzarlo, pero en su periplo realizó sorprendentes observaciones oceanográficas. Quizás la más notable fue que, si bien era el viento el principal responsable de las corrientes marinas, éstas no seguían su misma dirección. Nansen supuso acertadamente que la rotación terrestre era la responsable de tal desviación. Esta idea sería física y matemáticamente formalizada en 1905 por Vagn Walfrid Ekman, que pudo así explicar las observaciones de Nansen.

“En realidad no estamos cuestionando la teoría clásica de Ekman, que ha demostrado ser extraordinariamente útil para entender muchos fenómenos que ocurren en el océano, como el afloramiento de masas de agua profunda en mares costeros y que favorecen la productividad biológica en esas zonas. Al contrario, nuestro trabajo extiende las soluciones del modelo clásico de Ekman a condiciones más complejas y permitirá entender mejor y ganar intuición sobre qué factores físicos controlan en mayor medida las observaciones reales en océanos reales”, explican los investigadores.

La mayoría de los estudios previos han tratado de paliar las limitaciones del modelo de Ekman o bien suponiendo que el nivel de turbulencia inducido por el viento en la columna de agua es variable o bien considerando océanos de profundidad finita; rara vez han considerado presencia de gradientes de densidad horizontales, como ocurre en mares costeros. El trabajo que proponen estos investigadores analiza conjuntamente estos tres efectos en la circulación inducida por viento en la columna de agua.

En definitiva, explican los autores de esta investigación, “los resultados de este nuevo trabajo son relevantes para la comprensión de la circulación de masas de agua en muchos sistemas. Aunque poco explorado, los efectos del viento y gradientes 3D de temperatura y salinidad juegan un papel importante en la circulación de Puerto Foster, en Isla Decepción, así como en los intercambios de agua y solutos con el Estrecho de Bransfield y el Océano Antártico, en general. Los perfiles de corrientes observados en Puerto Foster se alejan de lo que el modelo de Ekman predice. Sin embargo, los resultados del modelo que proponemos nos acercan un poco más a las observaciones reales y su correcta interpretación. Esperamos que estos resultados contribuyan a los objetivos del proyecto DICHOSO, entre los que se encuentra comprender el papel de los ciclos biogeoquímicos en la producción primaria de este Océano del que tanto desconocemos.”

Los autores del trabajo han realizado más de 10.000 simulaciones para obtener soluciones mejoradas de la circulación en la columna de agua en zonas próximas a la costa considerando tanto una turbulencia inducida por viento dependiente de la profundidad, estratificación en la columna de agua, así como los gradientes horizontales de densidad típicos de zonas influenciadas por desembocaduras, desde condiciones bien mezcladas a altamente estratificadas en un océano de profundidad finita. Todas las simulaciones ejecutadas fueron simuladas mediante el uso de métodos numéricos de alta resolución para capturar con precisión dicha capa de Ekman.

Llorente, V.J.; Padilla, E.M.; Díez-Minguito, M. (2024) Sensitivity of boundary layer features to depth-dependent baroclinic pressure gradient and turbulent mixing in an ocean of finite depth. Ocean Modelling 189, 102359. https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2024.102359

Notas de prensa sobre vertidos mineros, hidrodinámica y físico-química en el estuario del Guadalquivir

EPICOS participa en el estudios científico elaborados por expertos universitarios en el que se apuntan riesgos ambientales potenciales de los nuevos proyectos mineros como el de Aznalcóllar si no se toman las medidas correctas. En este trabajo se evidencian carencias en los estudios actuales de impacto ambiental que avalan las nuevas concesiones mineras.

NOTA DE PRENSA

La mina Cobre las Cruces ha vertido aguas con metales al Estuario del Guadalquivir desde 2009 a 2021, y ya tiene autorizado un nuevo vertido cuyo volumen doblaría el primero. Al mismo tiempo, la Mina de Aznalcollar ha solicitado a la Junta de Andalucía otro vertido minero al Estuario del Guadalquivir. En este contexto, se han celebrado las jornadas científicas tituladas ‘El Estuario del Guadalquivir frente a los vertidos mineros’ el 20 de junio en la Facultad de Geografía e Historia de la Universidad de Sevilla. Los ponentes de estas jornadas, procedentes de las universidades de Granada, Cádiz y Sevilla, presentaron dos revisiones científicas sobre el Estuario del Guadalquivir y los vertidos mineros firmadas por diferentes investigadores. En la línea de estos trabajos, los ponentes expusieron argumentos científico-técnicos sobre el comportamiento de los vertidos mineros en el Estuario del Guadalquivir. Además, analizaron posibles impactos socio-ambientales que dichos vertidos sobre la calidad de las aguas, los sedimentos, los hábitats de interés comunitario, las especies protegidas y los usos socio-económicos del Estuario del Guadalquivir y el Golfo de Cádiz.

Tras este análisis, los científicos concluyeron que los documentos públicos disponibles deberían aportar evidencias científicas que justificasen el “no deterioro” del ecosistema estuarino en su conjunto. Sin embargo, los proyectos de vertido de las minas y los documentos de la Junta de Andalucía no aportan estas evidencias. Según los científicos estos documentos se basan en análisis totalmente insuficientes de la hidrodinámica, la fisicoquímica y el funcionamiento de los ecosistemas del Estuario del Guadalquivir. Ante esta ausencia de evidencias y certezas, los científicos concluyen que es preceptivo un estudio científico independiente llevado a cabo por expertos, y debidamente auspiciado por todas las Administraciones Públicas competentes en la gestión del Estuario del Guadalquivir.

Según los científicos, cualquier actuación potencialmente contaminante en el Estuario del Guadalquivir o en su entorno debe someterse al «principio de regresión / no deterioro». En este sentido, existen antecedentes de sentencias judiciales del Tribunal Supremo, en concreto el dragado de profundización del Puerto de Sevilla en el Estuario del Guadalquivir. Así, por dos veces el Tribunal Supremo declaró el Real Decreto 355/2013 de 17 de mayo y el RD 1/2016, de 8 de enero, por los que se aprobaron los Planes Hidrológicos de la Demarcación Hidrográfica del Guadalquivir del primer (2009-2015) y segundo (2016-2021) ciclos de planificación ,  “no conformes” con el ordenamiento jurídico respecto de la actuación del dragado de profundización del Estuario del Guadalquivir. Las mismas condiciones concurrirían en el caso de vertidos mineros potencialmente contaminantes si el Plan Hidrológico del Guadalquivir no explicara, ni justificara, ni valorara estos vertidos. La Confederación Hidrográfica del Guadalquivir debe pronunciarse en este sentido, “estar conforme” con el proyecto e incluirlo en su caso en el Plan Hidrológico. En efecto, según los científicos, la conveniencia, la utilidad y la no-regresión del estado ambiental del sistema estuarino deben quedar plasmadas en el derecho de aguas, que viene de la Unión Europea.

Además, los científicos participantes en las jornadas concluyeron que cualquier actuación potencialmente contaminante debe considerar la conectividad de un sistema estuarino altamente dinámico, desde su desembocadura hasta la presa de Alcalá del Río, incluyendo los impactos en la Reserva de Pesca, la Zona de Especial Conservación Bajo Guadalquivir de la Red Natura 2000 y el Parque Nacional de Doñana. Estos aspectos no han sido valorados en profundidad hasta la fecha, según los científicos. Además, tampoco se han valorado los posibles efectos acumulativos y sinérgicos de varios vertidos mineros en la parte superior del Estuario del Guadalquivir, cuyos sedimentos ya están contaminados con metales con efecto ecotóxico, según una publicación científica de 2019, apuntan los científicos.

En base este análisis, los ponentes de estas jornadas, guiados por el Principio de precaución, hacen un llamamiento a las instituciones implicadas en las autorizaciones de estos vertidos mineros para que las pospongan o, caso de haberlas otorgado, las suspendan o revoquen hasta que no se disponga de un análisis científico riguroso e independiente que garantice la viabilidad socio-ambiental de dichos vertidos.

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Participamos en la Jornada ‘El Estuario del Guadalquivir frente a los Vertidos Mineros’ organizada por la U.Sevilla.

Jornadas – El Estuario del Guadalquivir frente a los vertidos mineros
Jueves, 20 de junio de 9:30 h a 13:00 h. Sala Diego Angulo. Facultad de Geografía e Historia. Universidad de Sevilla
9:30 h – Presentación y bienvenida.
10:00 – 10:30 h – Situación de los ecosistemas acuáticos y vertidos mineros – Julia Martínez (directora técnica de la Fundación Nueva Cultura del Agua).
10:30 – 11:00 h – Intervenciones humanas, transformación, situación actual y perspectivas del estuario del Guadalquivir – Leandro del Moral (Universidad de Sevilla, Dpto. de Geografía Humana).
11:00 – 11:30 h – Aspectos hidrodinámicos a considerar en caso de vertidos en el estuario del Guadalquivir – Manuel Díez Minguito (Universidad de Granada. Grupo de Dinámica de Flujos Ambientales).
11:30 – 12:00 h – Hábitats de interés comunicatorio y especies protegidas en la ZEC bajo Guadalquivir frente a los vertidos mineros. Jesús M. Castillo (Universidad de Sevilla, Dpto. de Biología Vegetal y Ecología).
12:00 – 12:30 – Consecuencias biogeoquímicas de las descargas del Guadalquivir en la franja costera del Golfo de Cádiz, Estrecho de Gibraltar y Mar de Alborán – Miguel Bruno Mejías (Universidad de Cádiz. Grupo de Oceanografía Física: Dinámica).
12:30 – 13:00 h – Geografía e historia de la devastación minera entre el Guadalquivir y el Guadiana – Félix Talego (Universidad de Sevilla, Dpto. de Antropología Social) y Juan Diego (Universidad de Huelva, Dpto. de Economía).

Conexión online: https://teams.microsoft.com/l/meetup-join/19%3ameeting_YWVmZjE2ZTEtMWIzOC00NGY4LTk4OGMtNWFkZGIzYWU1YzFh%40thread.v2/0?context=%7b%22Tid%22%3a%22ef4a684e-81b5-491c-a98e-c7b31be6c469%22%2c%22Oid%22%3a%2284b3b3eb-2355-48b4-9893-4680e7ede669%22%7d

Workshop MEH: Marismas, Estuarios y Humedales.

Desde los fundamentos hasta medidas de restauración

El workshop MEH pretende aportar una mirada prospectiva sobre el estado actual, amenazas, oportunidades y previsiones de los sistemas ambientales que se engloban dentro del conjunto de Marismas, Estuarios y Humedales. Es probable que el estuario del Rio Guadalquivir, sus marismas y humedales tengan un gran protagonismo dentro del MEH, no solo por su extensión y su influencia sobre una gran cantidad de ecosistemas que son foco de estudio para la mayor parte de las instituciones científicas andaluzas, sino porque está altamente modificado y eso pone en riesgo la prevalencia de muchos de sus ecosistemas tal y como los conocemos ahora. La alarmante situación actual del parque de Doñana es solo un ejemplo del deterioro general que las marismas y humedales están sufriendo.

A menudo la preocupación de la comunidad científica por este deterioro viene como consecuencia de una falta de planificación y una deficiente gestión por parte del estado, a pesar de contar con los fondos, el conocimiento y las herramientas suficientes para garantizar la sostenibilidad de estos ecosistemas. El MEH pretende reunir a esos científicos, junto con otros miembros de la administración, consultoras y demás público general para compartir visiones y experiencias que acerquen posturas y encuentren soluciones concretas. El MEH pretende ser un nuevo canal de comunicación, una nueva vía de diálogo que mantenga vivo el interés por la preservación de Marismas, Estuarios y Humedales en un estado natural.

Evento gratuito, se podrá seguir de manera virtual como presencial

Esta actividad se enmarca dentro de los proyectos «CENTRA: Estrategias jurídico-técnicas de adaptación y mitigación al cambio climático en el litoral andaluz: una visión interdisciplinar. CÓDIGO: PRY128/22» y «Evaluación prospectiva a escalas climáticas del estado morfohidrodinámico de sistemas estuarinos: Oportunidades de sostenibilidad (EPICOS) Programme: Plan Andaluz de Investigación, Desarrollo e Innovación (PAIDI 2020). Convocatoria 2020. ID: ProyExcel 00375»


Participantes

(Por orden alfabético)


Lugar de celebración

El workshop MEH tendrá lugar en la sala de conferencias del Instituto Interuniversitario de Investigación del Sistema Tierra en Andalucía (IISTA-CEAMA), Universidad de Granada, el viernes 17 de marzo de 2024, a partir de las 09:30.

Asistencia presencial gratuita. Necesaria inscripción online previa. Aforo limitado.

IMPORTANTE: formulario de inscripción para asistencia presencial https://registro.workshopMEH24.com


Organizadores


Financian, organizan, y colaboran

Workshop Internacional en Gestión de Áreas Costeras

La Sede Tecnológica de Málaga de la Universidad Internacional de Andalucía (UNIA) celebra el Workshop Internacional Managing Coastal Areas, organizado por Manuel Cobos Budia, miembro del equipo EPICOS. Este workshop, que se ha programado del 25 al 27 de septiembre, se realiza desde el Centro Especializado de Apoyo a la Investigación (CEAI) de la UNIA.

Los participantes en este encuentro abordarán los esfuerzos que investigadores, consultorías y administraciones han realizado durante las últimas décadas para posibilitar las actividades y el uso de las zonas costeras, salvando los criterios de la economía verde para el próximo siglo. Entre los objetivos del mismo están contextualizar la erosión costera y las actividades económicas en el litoral; analizar la legislación de costas y la responsabilidad ambiental: gestores, ámbito, protección y administraciones implicadas y conocer los casos de estudio que determinan la erosión costera.

El Workshop cuenta con la participación, entre otros, de Michalis I. Vousdoukas, gestor científico del Centro Europeo Conjunto de Investigación, Instituto de Medio Ambiente y Sostenibilidad; Eduardo Martínez, responsable de Proyectos de Innovación e investigador de Aigües de Barcelona y profesor asociado de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC); Asensio Navarro, profesor asociado de la Universidad de Granada (UGR); Pedro Magaña, investigador postdoctoral del Grupo de dinámica de Flujos Ambientales de la Universidad de Granada (GDFA); Mauricio González, catedrático del Instituto de Ingeniería Hidráulica de la Universidad de Cantabria (UniCan); José Antonio Álvarez, profesor adjunto de la Universidad de Delft (Países Bajos); Andrés Payo, investigador principal, investigación en peligros geológicos de Costas & Estuarios del Servicio Británico de Geología (BGS); Ángel González Castiñeira, director de la Demarcación de costas del Mediterráneo (Málaga); Jorge Martín, director de E7 soluciones; Pablo Arjona, técnico de especialista en infraestructuras costeras de E7 soluciones, o Mike Walkden, especialista en riesgos costeros – riesgo de inundación y erosión de Moffat & Nichols.

https://www.unia.es/noticias/la-unia-celebra-en-la-sede-tecnologica-de-malaga-un-workshop-sobre-la-gestion-de-las-areas-costeras

https://www.europapress.es/andalucia/unia-01278/noticia-unia-celebra-sede-tecnologica-malaga-workshop-gestion-areas-costeras-20230925151816.html