VARIACIÓN DEL PARÁMETRO DE ACENTUACIÓN DEL MÁXIMO

DEL ESPECTRO SINTÉTICO JONSWAP - AJUSTADO A MEDICIONES

DE OLEAJE FRENTE A LAS COSTAS DE CHILE CENTRAL

Ignacio Beyá M.Instituto Nacional de Hidráulica

José Beyá M.Escuela de Ingeniería Civil Oceánica

Universidad de Valparaíso

Proyecto Innova Corfo código 09CN14-5718

“Catastro del recurso energético asociado a oleaje para el apoyo a la evaluación de proyectos de generación de energía Undimotriz”

INTRODUCCIÓN

Swell o mar de fondo

Sea waves o mar de viento

INTRODUCCIÓN

H - T - D

Formas de representar estados de mar

INTRODUCCIÓN

H - T - D

INTRODUCCIÓN

Además de H, T, D, la forma espectral del oleaje puede ser determinante en:

Movimiento de barcos y esfuerzos sobre sistemas de amarre Operatividad de puertos

Impactos sobre infraestructura costera

INTRODUCCIÓN

Respuesta de sistemas costeros

dispositivos de recuperación de energía undimotriz

Además de H, T, D, la forma espectral del oleaje puede ser determinante en:

Eficiencia dey

Esfuerzos sobre

INTRODUCCIÓN

Representación de estados de mar: Espectros sintéticos

Espectro sintético JONSWAP

• Estudio detallado y sistemático

• Trabajar con Set de param. Manejables y no redundantes

H, T, D

Hasselmann et al (1973)

Mar de viento

Hm0 ~ 0.55 m

Tp ~ 3.3 seg

INTRODUCCIÓN

Origen del espectro sintético JONSWAP

Ajuste a Mediciones en Atlántico Norte

PM (1964) - Mar completamente desarrollado

Mediciones en Mar del Norte y experimentos en lab.

JONSWAP (1973) - incluye Mar limitado por fetch

α = 0.0081

fm = 0.3 hz

γ = 3.3

σa = 0.07

σb = 0.09

INTRODUCCIÓN

JONSWAP (1973)

PM (1964)

DATOS DE OLEAJE Y PROCESO DE INFORMACIÓN

Catastro del recurso energético asociado al oleaje para el apoyo a la evaluación de proyectos de generación de energía undimotriz

≈ -150 mJun 11 – Jul 13

DATOS DE OLEAJE Y PROCESO DE INFORMACIÓN

t

D [0° - 360°] ∈ ΔD = 3°

f [0.030 - 0.375] hz ∈ Δf = 0.005 hz

T [2.6 – 33.3] seg ∈

Δt = 1 hr (20 min)

Jun 2011

Jul 2013

DATOS DE OLEAJE Y PROCESO DE INFORMACIÓN

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%0%

20%

40%

60%

80%

100%

% Energia total de modos secundarios

% E

xced

enci

a

Scott et al (2002)Este estudio

DATOS DE OLEAJE Y PROCESO DE INFORMACIÓN

≤ 20% peak2

R ≥ 0.9

RESULTADOS

Variación del Parámetro γ según parámetros característicos del oleaje

RESULTADOS

0.5 1

1.5 2

2.5 3

3.5 4

4.5 5

5.5 6

6.5 7

7.5 8

8.5 9

9.5 10

10

.5 11

11

.5 12

12

.5 13

13

.5 14

14

.5 15

Mo

re

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Frecuencia

F. Acumulada

γ

Fre

cue

nci

a [%

]

Fre

cue

nci

a a

cum

ula

da

[%]

Media = 4.2 -> 27% masMediana [2 - 3] -> [40 - 9]% menos Rango [0.67 - 301]

Estadísticos e histograma de resultados del parámetro γ

RESULTADOS

RESULTADOS

30 % mas bajo que el valor medio

obtenido por Hasselman (1973)

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

1.- El rango obtenido para el parámetro γ es superior a los propuestos en la literatura. (98% < γ=10).

2.- Gran dispersión de este parámetro

Lo anterior puede tener implicancias en:

• -> <> Hmax.

• ->

• JONSWAP modificado f(hs, Tp, *) - fuera de su rango de aplicación (1<γ< 7).

menor dispersión direccional producto de la refracción o difracción.

Distintos γ

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

Las diferencias entre los resultados de este estudio en comparación con los obtenidos por otros investigadores se puede atribuir principalmente a:

• El tipo de mediciones de oleaje analizado. Mar de fondo – Mar de viento

• Metodología de ajuste de parámetros: 3 parámetros – 5 parámetros.

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

Finalmente como tema de investigación y desarrollo futuro se propone:

• Ampliar Red de mediciones - geográficamente y de largo plazo.

• Ampliar el análisis - parámetro de forma σ - dispersión direccional – otros espectros sintéticos.

• Estudiar en mayor detalle la implicancia de la forma espectral en ingeniería de costas.

• Revisar casos de marejadas históricas importantes y entregar valores de los parámetros de forma espectral.

• Revisar casos especiales, en particular oleaje NW.

GRACIAS

Ignacio Beyá M.

Instituto Nacional de Hidráulica

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.20

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

Frecuencia [hz]

De

nsi

da

d d

e e

ne

rgía

[m2

/hz]

De

nsi

da

d d

e e

ne

rgía

[m2

/hz]

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES

DATOS DE OLEAJE Y PROCESO DE INFORMACIÓN

RESULTADOS

≤ 3.5 m.

≥ 3.5 m.

Estadísticos (media / varianza / N° datos) del parámetro γ según Hm0, Tp y Dp

18

0°

36

0°

225°

270°

315°