Una de las necesidades más importantes del Proyecto GEF/PNUD 'Protección Ambiental del Río de...
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Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera CIMA/CONICET-UBA
‘Protección Ambiental del Río de la Plata y su Frente Marítimo: Prevención y Control de la Contaminación y Restauración de Hábitats’
Proyecto PNUD/GEF RLA/99/G31
Informe CIMA/Oc-03-01 Septiembre 2003
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez
MODELO HamSOM/CIMA: CIRCULACION ESTACIONAL Y
PLUMAS DE LOS TRIBUTARIOS PRINCIPALES EN EL RIO DE LA
PLATA
INFORME PRODUCIDO POR: Dra. Claudia G. Simionato Lic. Virna Meccia Dr. Walter Dragani Dr. Mario N. Nuñez
RESUMEN Por la carencia de observaciones directas de corrientes, casi todo lo que se conoce sobre
la circulación forzada por el viento y la descarga en el estuario del Río de la Plata se ha
inferido a partir de la salinidad, de otras variables hidrográficas y de los sedimentos. El
estuario recibe agua de un número de tributarios, de los cuales los más importantes son
los ríos Paraná (en sus dos brazos principales, Guazú-Bravo y Palmas) y Uruguay. A
partir de un análisis de sedimentos de fondo Parker et al. (1987) infirieron que las aguas
de estos ríos circulan en la parte superior y media del estuario en dos ramas distintas. La
del sur, que baña las costas bonaerenses, estaría asociada al Paraná de las Palmas,
mientras que las aguas de los otros brazos del Paraná y las del Uruguay, circularían por
el norte, bañando las costas uruguayas. Jaime et al., (2001) postularon la existencia de
'corredores de flujo'. Según esta hipótesis, las aguas de los tributarios principales
circularían a través de 'corredores' bien diferenciados, con escasa o nula mezcla lateral.
Así, las costas bonaerenses estarían exclusivamente bañadas por aguas provenientes del
Paraná de las Palmas, las costas uruguayas por aguas con origen en el río Uruguay y las
aguas del Paraná Guazú-Bravo ocuparían la porción central del estuario. Aunque la
determinación del camino de las aguas de los afluentes principales del estuario, así
como el efecto de la variabilidad de los vientos y la descarga continental sobre este
camino, es fundamental, la cuestión no ha sido aún profundamente analizada. En este
contexto los modelos numéricos constituyen una alternativa prometedora. Ecuaciones
de advección-difusión para trazadores pasivos fueron acopladas al modelo
HamSOM/CIMA para simular las plumas correspondientes a los diferentes tributarios
principales del estuario. Se realizaron simulaciones para escenarios de caudal medio,
alto y bajo y vientos de invierno y verano y se identificó el área de influencia de la
descarga de cada tributario principal. Se analizó el efecto de eventos de vientos intensos
en la deformación de las plumas y los tiempos de persistencia de la señal introducida
por los mismos. Los campos de corrientes resultantes permitieron determinar las
características fundamentales de la circulación media en el estuario, su relación con la
batimetría y la línea de costa y la variabilidad en la descarga y los vientos. Con los
resultados de estas simulaciones se estimaron los tiempos de permanencia y lavado de
las aguas de los diversos tributarios en el estuario.
ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN 1
2. EL MODELO NUMÉRICO Y SU VALIDACIÓN 6
2.1. Características de las simulaciones 6
2.2. Validación de las ecuaciones de advección-difusión para trazadores
pasivos 9
3. CIRCULACIÓN Y CORREDORES DE FLUJO 17
3.1. Patrones de circulación 19
3.2. Plumas de los principales tributarios del Río de la Plata 21
3.3. Sensibilidad de las plumas a situaciones de vientos intensos
(sudestadas y pamperos) 28
3.4. Tiempos de tránsito y lavado de las aguas del Río de la Plata 35
4. RESUMEN DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES 85
5. REFERENCIAS 95
i
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Mapa del delta del Paraná mostrando los principales tributarios del Río de la
Plata. .......................................................................................................................... 5
Figura 2.1. Dominio y batimetría utilizados en las simulaciones numéricas. Nótese que
los intervalos de contorno no son regulares, sino que van de 2 en 2 m hasta los 10 m
y de 5 en 5 m en adelante. En la figura se indican además todas las referencias
geográficas que se citan en el texto.......................................................................... 13
Figura 2.2. Datos e isolíneas de conductividad en el interior del Río de la Plata
adquiridos entre el 22 y el 23 de noviembre de 1982 (adaptado de Jaime et al.,
2001). Nótese que el intervalo de contornos no es uniforme................................... 14
Figura 2.3. Datos de conductividad costera adquiridos por Aguas Argentinas entre 1994
y 1995 (adaptado de Jaime et al., 2001). ................................................................. 15
Figura 2.4. Soluciones para la conductividad para el 22 de noviembre de 1982. En el
panel superior se muestra la solución cuando sólo se incluyen los tributarios
principales: el Paraná Guazú-Bravo, el Paraná de las Palmas y el Uruguay. En el
panel inferior se muestra la solución cuando se agregan el Riachuelo y el Río
Luján. ....................................................................................................................... 16
Figura 3.1. Vientos medios de invierno y verano para el período 1972-2001 según los
reanálisis de NCEP/NCAR. ..................................................................................... 40
Figura 3.2. Batimetría modificada para los casos de ‘fondo plano’. .............................. 41
Figura 3.3. Transportes residuales (m2s-1) y sus líneas de corriente para las simulaciones
de invierno con los diferentes escenarios de caudal. ............................................... 42
Figura 3.4. Transportes residuales (m2s-1) y sus líneas de corriente para los estudios de
sensibilidad a la batimetría y rotación de la Tierra en invierno............................... 43
ii
Figura 3.5. Transportes residuales (m2s-1) y sus líneas de corriente para las simulaciones
de verano con los diferentes escenarios de caudal................................................... 44
Figura 3.6. Transportes residuales (m2s-1) y sus líneas de corriente para los estudios de
sensibilidad a la batimetría y rotación de la Tierra en verano. ................................ 45
Figura 3.7. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay
(paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las
Palmas (paneles inferiores) para las simulaciones de invierno (izquierda) y verano
(derecha) con descargas medias............................................................................... 46
Figura 3.8. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 2 de abril de 2002.
En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 19640 m3s-1 y 3821
m3s-1, respectivamente, lo que corresponde a valores aproximadamente medios. .. 47
Figura 3.9. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 3 de abril de 2002.
En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 19636 m3s-1 y 3903
m3s-1, respectivamente, lo que corresponde a valores aproximadamente medios. .. 48
Figura 3.10. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 13 de abril de
2003. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 25599 m3s-1 y
5245 m3s-1, respectivamente, lo que corresponde a valores aproximadamente
medios. ..................................................................................................................... 49
Figura 3.11. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay
(paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las
Palmas (paneles inferiores) para las simulaciones de invierno (izquierda) y verano
(derecha) con descargas medias de invierno............................................................ 50
Figura 3.12. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay
(paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las
iii
Palmas (paneles inferiores) para las simulaciones de verano (izquierda) e invierno
(derecha) con descargas medias de verano. ............................................................. 51
Figura 3.13. Detalle de las soluciones numéricas correspondiente a dos instantes de
tiempo diferentes separados por 6 horas (paneles superior y medio) y de dos de las
imágenes satelitales (panel inferior) para la zona de descarga de los ríos Uruguay y
Paraná en condiciones medias de caudal. ................................................................ 52
Figura 3.14. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay
(paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las
Palmas (paneles inferiores) para las simulaciones de invierno (izquierda) y verano
(derecha) con descargas medias y fondo plano........................................................ 53
Figura 3.15. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay
(paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las
Palmas (paneles inferiores) para las simulaciones de invierno (izquierda) y verano
(derecha) con descargas medias y con el factor de Coriolis llevado a cero (sin
rotación de la Tierra)................................................................................................ 54
Figura 3.16. Distribución de los tipos de sedimentos de fondo en el estuario del Río de
la Plata. El tono rojo, indica influencia textural de los ríos Paraná de las Palmas y
Luján, mientras que el verde indica influencia de los ríos Paraná Guazú-Bravo y
Uruguay. Adaptada de Parker et al. (1987). ............................................................ 55
Figura 3.17. Concentración del trazador asociado al río Paraná de las Palmas al cabo de
12 días de liberación del mismo bajo condiciones de descarga media en invierno
(panel superior) y verano (panel inferior)................................................................ 56
Figura 3.18. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay
(paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las
iv
Palmas (paneles inferiores) para las simulaciones de invierno (izquierda) y verano
(derecha) con descargas bajas.................................................................................. 57
Figura 3.19. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 24 de abril de
2000. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 19700 m3s-1 y
2200 m3s-1, respectivamente, lo que corresponde a valores bajos, especialmente para
el río Uruguay. ......................................................................................................... 58
Figura 3.20. Detalle de las soluciones numéricas correspondiente a dos instantes de
tiempo diferentes separados por 6 horas (paneles superior y medio) y la imagen
satelital (panel inferior) para la zona de descarga de los ríos Uruguay y Paraná en
condiciones de caudal bajo. ..................................................................................... 59
Figura 3.21. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay
(paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las
Palmas (paneles inferiores) para las simulaciones de invierno (izquierda) y verano
(derecha) con descargas altas................................................................................... 60
Figura 3.22. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 27 de abril de
2002. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 20664 m3s-1 y
8973 m3s-1, respectivamente, lo que corresponde a valores altos para el río
Uruguay. .................................................................................................................. 61
Figura 3.23. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 28 de abril de
2002. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 20834 m3s-1 y
9098 m3s-1, respectivamente, lo que corresponde a valores altos para el río
Uruguay. .................................................................................................................. 62
Figura 3.24. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 2 de mayo de
2002. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 21514 m3s-1 y
v
9659 m3s-1, respectivamente, lo que corresponde a valores altos para el río
Uruguay. .................................................................................................................. 63
Figura 3.25. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 4 de mayo de
2002. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 21848 m3s-1 y
9879 m3s-1, respectivamente, lo que corresponde a valores altos para el río
Uruguay. .................................................................................................................. 64
Figura 3.26. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 7 de mayo de
2002. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 22262 m3s-1 y
9559 m3s-1, respectivamente, lo que corresponde a valores altos para el río
Uruguay. .................................................................................................................. 65
Figura 3.27. Detalle de las soluciones numéricas correspondiente a dos instantes de
tiempo diferentes separados por 6 horas (paneles superior y medio) y de dos de las
imágenes satelitales (panel inferior) para la zona de descarga de los ríos Uruguay y
Paraná en condiciones de caudal alto....................................................................... 66
Figura 3.28. Función del tiempo utilizada para simular el desarrollo y decaimiento de la
sudestada. ................................................................................................................. 67
Figura 3.29. Función del tiempo utilizada para simular el desarrollo y decaimiento del
pampero. .................................................................................................................. 68
Figura 3.30. Campo de anomalías de la elevación de la superficie libre introducido por
la sudestada al cabo de 42 horas de iniciada la misma. ........................................... 69
Figura 3.31. Evolución de las anomalías de la elevación de la superficie libre
introducidas por la sudestada en tres puntos a lo largo de la costa argentina
(izquierda) y tres puntos a lo largo de la costa uruguaya (derecha)......................... 70
Figura 3.32. Campo de anomalía de concentración de los trazadores que identifican a
los ríos Uruguay (panel superior), Paraná Guazú-Bravo (panel central) y Paraná de
vi
las Palmas (panel inferior) introducido por la sudestada al cabo de 42 horas de
iniciada la misma. .................................................................................................... 71
Figura 3.33. Evolución de la anomalía de concentración de los trazadores que
identifican a los ríos Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las
Palmas (azul) introducido por la sudestada al cabo de 42 horas de iniciada la misma
en puntos a lo largo de las costas argentina (izquierda) y uruguaya (derecha)........ 72
Figura 3.34. Campo de anomalías de la elevación de la superficie libre introducido por
el pampero al cabo de 12 horas de iniciada la tormenta. ......................................... 73
Figura 3.35. Evolución de las anomalías de la elevación de la superficie libre
introducidas por el pampero en tres puntos a lo largo de la costa argentina
(izquierda) y tres puntos a lo largo de la costa uruguaya (derecha)......................... 74
Figura 3.36. Campo de anomalía de concentración de los trazadores que identifican a
los ríos Uruguay (panel superior), Paraná Guazú-Bravo (panel central) y Paraná de
las Palmas (panel inferior) introducido por el pampero al cabo de 12 horas de
iniciada la tormenta.................................................................................................. 75
Figura 3.37. Evolución de la anomalía de concentración de los trazadores que
identifican a los ríos Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las
Palmas (azul) introducido por el pampero al cabo de 12 horas de iniciada la
tormenta en puntos a lo largo de las costas argentina (izquierda) y uruguaya
(derecha). ................................................................................................................. 76
Figura 3.38. Campos de concentración de los trazadores que identifican a los ríos
Uruguay, Paraná Guazú-Bravo y Paraná de las Palmas para el caso de la sudestada
(izquierda) y del pampero (derecha) en el momento de máxima intensidad de los
vientos para cada uno de los eventos. ...................................................................... 77
vii
Figura 3.39. Evolución de la concentración de los trazadores que identifican a los ríos
Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) para la
simulación en un escenario de descarga y viento medio de invierno. ..................... 78
Figura 3.40. Evolución de la concentración de los trazadores que identifican a los ríos
Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) para la
simulación en un escenario de descarga y viento medio de verano......................... 79
Figura 3.41. Evolución de la concentración de los trazadores que identifican a los ríos
Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) para la
simulación en un escenario de descarga baja y viento medio de invierno............... 80
Figura 3.42. Evolución de la concentración de los trazadores que identifican a los ríos
Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) para la
simulación en un escenario de descarga baja y viento medio de verano. ................ 81
Figura 3.43. Evolución de la concentración de los trazadores que identifican a los ríos
Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) para la
simulación en un escenario de descarga alta y viento medio de invierno. .............. 82
Figura 3.44. Evolución de la concentración de los trazadores que identifican a los ríos
Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) para la
simulación en un escenario de descarga alta y viento medio de verano.................. 83
Figura 3.45. Superficie del estuario cuya agua es completamente renovada al cabo de
10, 20, 30, 40, 50 y 60 días bajo condiciones de caudal y vientos medios de invierno
constantes................................................................................................................. 84
El tiempo de lavado de las aguas en las porciones superior y media del estuario es del
orden de 60 días bajo condiciones medias de caudal. Para caudales altos, este
tiempo puede reducirse a 30 días, mientras que para caudales bajos se incrementa a
un orden de 90 días. ................................................................................................. 94
viii
ÍNDICE DE TABLAS Tabla I. Clasificación de las diferentes simulaciones realizadas, indicando los vientos y
las descargas utilizadas en cada caso. ...................................................................... 18
Tabla II. Tiempo aproximado que tardan las aguas de los tributarios principales del Río
de la Plata en comenzar a llegar a algunas locaciones a lo largo de las costas
argentina y uruguaya................................................................................................ 36
Tabla III. Tiempo aproximado para la estabilización de la concentración de los
trazadores que representan las aguas de los tributarios principales del Río de la Plata
en algunas locaciones a lo largo de las costas argentina y uruguaya....................... 37
Tabla IV. Concentración de los trazadores que representan las aguas de los tributarios
principales del Río de la Plata en algunas locaciones a lo largo de las costas
argentina y uruguaya cuando se alcanza la estabilización bajo condiciones de viento
y caudal constantes. ................................................................................................. 38
ix
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
1. INTRODUCCIÓN
El Río de la Plata es un área de importancia estratégica por un número de razones.
Algunas de ellas son alojar el Puerto de Buenos Aires, principal puerto argentino cuyo
canal de acceso debe ser dragado, así como el principal puerto uruguayo, ser la fuente
primordial de agua dulce para millones de personas y ser zona de desove y cría para
varias especies costeras. Debido a la presencia a lo largo de sus costas de los principales
centros urbanos, turísticos e industriales de Argentina y Uruguay, concentrando una alta
población, el sistema está sometido a una fuerte presión ambiental. Sin embargo, hasta
el momento no se ha realizado en el estuario ningún estudio observacional de gran
escala que permita la determinación de la circulación media y su variabilidad, que
resulta esencial para una gestión apropiada. Ante la carencia de observaciones directas
de corrientes, la mayor parte de lo que se conoce acerca de la circulación forzada por el
viento y la descarga continental en el estuario se ha inferido a partir de la salinidad, que
controla la densidad del río, de otras variables hidrográficas y de los sedimentos
(Ottman y Urien, 1965; Urien, 1967, 1972; Brandhorst y Castello, 1971; Brabdhorst et
al., 1971; Hubold, 1980; Carreto et al., 1982; Carreto et al., 1986; Lusquiños y
Figueroa, 1982; Nagy et al., 1987; Guerrero et al., 1997). Dos tipos de circulación han
sido reportados en la bibliografía. El patrón más registrado, y también el más aceptado,
es consistente con una pluma de agua dulce moviéndose por el norte del estuario
afectada por la fuerza de Coriolis que, en el Hemisferio Sur, la desvía hacia la izquierda,
que es consistente con lo que puede inferirse de los campos de salinidad (Hubold, 1980;
Carreto et al., 1982; Carreto et al., 1986; Lusquiños y Figueroa, 1982; Nagy et al.,
1987; Guerrero et al., 1997). Una circulación hacia el sur, que se ha sugerido incluso
que puede ser 'periódica' ha sido reportada además (Brandhorst y Castello, 1971;
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 1
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Brabdhorst et al., 1971). Sin embargo, tanto las características como la periodicidad de
este patrón no han sido explicados. Los campos de salinidad muestran que, al menos en
su parte exterior, la circulación en el estuario tiene un importante ciclo estacional
(Guerrero et al., 1997). Experimentos numéricos han demostrado que esta
estacionalidad está ligada fundamentalmente a la variabilidad de los vientos en esa
escala temporal, mientras que la variación de las descargas juega un rol menor
(Simionato et al., 2001).
El estuario recibe agua dulce a través de un número de tributarios, de los cuales los
más importantes son los ríos Paraná, en sus dos brazos principales, Paraná Guazú-Bravo
y Paraná de las Palmas, y Uruguay, como se muestra en la Figura 1.1. Estos ríos
descargan en el estuario un promedio del orden de 22500 m3s-1, aunque las descargas
están sujetas a importantes variaciones tanto en la escala estacional como interanual
(Nagy et al., 1997; Jaime et al., 2001). A partir de un análisis de sedimentos de fondo
Parker et al. (1987) infirieron que las aguas de estos ríos circulan, al menos en la parte
superior y media del estuario, en dos ramas distintas. La rama del sur, que baña las
costas bonaerenses, estaría asociada al caudal del Paraná de las Palmas, mientras que las
aguas provenientes de los otros brazos del Paraná y las del río Uruguay, circularían por
el norte, bañando las costas uruguayas. Jaime et al., (2001) postularon la existencia de
'corredores de flujo' en el estuario. Según esta hipótesis, las aguas de los tres tributarios
principales circularían a través de corredores bien diferenciados, cada uno transportando
el caudal correspondiente a uno de ellos, con escasa mezcla lateral. De esta manera, las
costas bonaerenses estarían exclusivamente bañadas por aguas provenientes del Paraná
de las Palmas y las costas uruguayas por aguas con origen en el río Uruguay, mientras
que las aguas del Paraná Guazú-Bravo ocuparían la porción central del estuario. Aunque
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 2
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
en relación con la contaminación, entre otros aspectos importantes, la determinación del
camino de las aguas de los afluentes principales del estuario, así como el efecto de la
variabilidad de los vientos y la descarga continental sobre este camino, es fundamental,
la cuestión no ha sido aún profundamente analizada. En este contexto los modelos
numéricos modernos constituyen una excelente alternativa a la carencia de
observaciones y su complemento. El modelo HamSOM/CIMA (HAMburg Shelf Ocean
Model, versión del CIMA), ha sido implementado para la región y utilizado en varias
aplicaciones (Simionato et al., 2001; Simionato et al., 2002 a, b; Simionato y Nuñez,
2001) demostrando ser una herramienta robusta y confiable para el estudio de la
dinámica estuarial. A fin de simular el transporte de sustancias en el Río de la Plata, las
ecuaciones de advección-difusión para trazadores pasivos fueron acopladas al modelo.
Estas permiten, entre otros aspectos, simular las plumas correspondientes a los
diferentes tributarios principales del estuario. Se buscó identificar el área de influencia
de la descarga de cada tributario principal a través del estudio de la pluma
correspondiente. Se realizaron simulaciones, incluyendo a la marea como forzante, para
todas las combinaciones de escenarios de caudales y vientos medios de invierno y
verano, así como estudios de sensibilidad a la descarga continental, la rotación de la
Tierra y la batimetría del estuario. Asimismo, se analizó el efecto de eventos asociados a
vientos intensos (sudestadas y pamperos o frentes) en la deformación de las plumas y
los tiempos de persistencia de la señal introducida por los mismos. Un análisis de los
campos de corrientes resultantes permitió determinar las características fundamentales
de la circulación media en las distintas partes el estuario, su relación con la batimetría y
la línea de costa y la variabilidad en la descarga y los vientos. Los resultados de estas
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 3
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
simulaciones permitieron asimismo realizar estimaciones de los tiempos de
permanencia y lavado de las aguas de los diversos tributarios en el estuario.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 4
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 1.1. Mapa del delta del Paraná mostrando los principales tributarios del Río de la Plata.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 5
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
2. EL MODELO NUMÉRICO Y SU VALIDACIÓN 2.1. Características de las simulaciones
El modelo utilizado para realizar las simulaciones numéricas que se describen en el
presente informe es el HamSOM/CIMA (Hamburg Shelf Ocean Model – Versión
CIMA), desarrollado por Backhaus (1983,1985) en el Institut für Meereskunde (IfM) de
Hamburgo, Alemania. El modelo ha sido aplicado a diversas cuencas del planeta,
demostrando ser muy robusto para describir la dinámica asociada a las plataformas
continentales (ver, por ejemplo, Backhaus y Hainbucher, 1987; Rodriguez et al., 1991;
Stronach et al., 1993; Simionato et al., 2002b) y particularmente el Río de la Plata
(Simionato et al., 2001; Simionato et al., 2002a; Simionato y Nuñez, 2002). Las
características del modelo, así como sus ecuaciones y parametrizaciones, pueden
encontrarse en la literatura especializada (Backhaus, 1983, 1985; Backhaus y
Hainbucher, 1987; Rodriguez y Alvarez, 1991; Rodriguez et al., 1991; Stronach et al.,
1993; Alvarez et al., 1997; Simionato et al., 2002b).
El modelo HamSOM incluye ecuaciones de advección y difusión vertical para la
temperatura y la salinidad en las cuales el coeficiente de difusión turbulenta es
computado según la aproximación de Pohlmann (1991). Su buen desempeño al
reproducir el frente superficial de salinidad del estuario ha sido mostrado por Simionato
et al. (2001). A fin de simular el transporte de sustancias en el Río de la Plata,
ecuaciones análogas de advección-difusión para trazadores pasivos fueron acopladas al
modelo. Trazadores pasivos son sustancias no influenciadas por reacciones químicas y/o
procesos biológicos, de modo que su concentración está afectada solamente por los
procesos de mezcla del agua. Estas sustancias son, por lo tanto, extremadamente útiles
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 6
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
para caracterizar masas de agua y estudiar procesos de mezcla. Estas ecuaciones tienen,
para cada trazador, la forma:
∂∂
∂∂+
∂∂+
∂∂+
∂∂−=
∂∂
zTK
zzTw
yTv
xTu
tT r
vrrrr
donde Tr es el trazador pasivo, (u,v,w) es el vector velocidad y Kv es el coeficiente de
difusión turbulenta vertical. Debido a que los modelos numéricos tienden a ser muy
difusivos horizontalmente, la difusión horizontal no es incluida en las ecuaciones.
La resolución horizontal elegida para los experimentos numéricos fue de 1.5 Km,
suficiente como para definir adecuadamente el detalle de la batimetría y la línea de costa
en las porciones superior y media del estuario, región de interés en este estudio. En las
simulaciones correspondientes a escenarios de vientos medios se utilizaron 13 niveles
verticales, con fondos en 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 12, 15, 20, 25, 30 y 55 metros. En los casos
en los que se incorporaron vientos observados y tormentas, a fin de evitar el vaciado de
la primera capa, la profundidad de la misma fue llevada a 3 m y se utilizaron, por lo
tanto, 11 niveles verticales. El dominio de simulación, mostrado en la Figura 2.1, es
suficientemente extenso como para que los efectos de los contornos puedan ser
considerados despreciables en la zona de interés, aunque es conveniente evitar el
análisis fuera de ésta. La figura 2.1 muestra además la batimetría utilizada en las
simulaciones. Aquí pueden observarse algunos rasgos relevantes de la topografía del
fondo en el área. La parte superior del estuario está caracterizada por Playa Honda y el
Banco Ortíz, zonas muy someras con profundidades de entre 1 y 4 m, separadas de la
costa por los canales del Norte, Oriental e Intermedio, con profundidades que varían en
general entre 5 y 8 m. Esta porción superior del estuario, está limitada al sur por la
Barra del Indio, con una forma convexa y profundidades de 6.5 a 7 m.
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tributarios principales en el Río de la Plata
A fin de incorporar el efecto de la marea en las simulaciones, la superficie libre en
los contornos abiertos se hace variar según la amplitud y fase de la componente de
marea M2, la más importante en la región, proporcionada por un modelo de mayor
escala (Simionato et al., 2002b).
Los vientos utilizados en este estudio son los campos cuatridiarios de las
componentes de la velocidad del viento a 10 m de altura de los reanálisis de
NCEP/NCAR en el período 1948-1997 en una grilla de 2.5º x 2.5º en latitud y longitud.
Detalles completos del proyecto NCEP/NCAR y los datos se encuentran en Kalnay et
al. (1996) y discusiones acerca de su calidad en el Hemisferio Sur se pueden hallar en
Simmonds y Keay (2000), entre otros.
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
2.2. Validación de las ecuaciones de advección-difusión para trazadores
pasivos
Lamentablemente, no existen observaciones de trazadores pasivos en todo el
interior del estuario con las que validar el modelo y su capacidad de representar
adecuadamente los procesos de mezcla y transporte en el mismo. Los datos más
aproximados corresponden a un conjunto de observaciones de conductividad colectadas
por el Servicio de Hidrografía Naval (SHN) de Argentina, durante los días 22 y 23 de
noviembre de 1982 en los que se muestrearon 24 estaciones entre las líneas Colonia –
Buenos Aires y Montevideo - Punta Piedras (Figura 2.2). La conductividad es una
medida de la capacidad de una solución acuosa de transportar la corriente eléctrica.
Depende de la presencia de iones, de su concentración total, de su movilidad y balance
y de la temperatura (Jaime et al., 2001). Los bajos gradientes de esta última variable en
el estuario a lo largo de todo el año (Guerrero et al., 1997) convierten a la conductividad
en un trazador aceptable. Para interpretar la Figura 2.2 es conveniente recordar que en la
parte exterior del estuario, debido a la influencia de agua marina, la conductividad es
alta; esto produce en esta región un patrón de isolíneas en sentido transversal al estuario
con un alto gradiente en sentido longitudinal al mismo. Sin embargo, en la parte
interior, las isolíneas muestran un patrón diferente con una orientación noroeste-sudeste
(a lo largo del estuario) y valores mayores hacia la costa argentina. Por otra parte,
mientras que en la porción sur (costa argentina) del estuario los gradientes son intensos,
la porción norte (costa uruguaya) se encuentra más mezclada con valores de
conductividad característicos de entre 75 y 80 µS/cm (micro-Siemens por centímetro).
Este patrón parece explicarse por la diferencia en la conductividad característica de las
aguas de los diversos tributarios. Aunque la conductividad de estos ríos muestra
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bastante variabilidad, se sabe que la del río Paraná de las Palmas, con un valor medio de
137 µS/cm es mayor que la del Uruguay, con valores entre 50 y 60 µS/cm (Jaime et al.,
2001). La conductividad del Paraná Guazú-Bravo no ha sido medida, pero un balance
realizado por Jaime et al. (2001) sugiere que tiene un valor intermedio entre los de los
otros tributarios, de entre 90 y 100 µS/cm. Teniendo en cuenta esta información, la
Figura 2.2 sugiere que la parte sur del estuario se encuentra influenciada por la descarga
del río Paraná de las Palmas, con conductividad más alta, mientras que la parte norte se
encuentra influenciada por la descarga con conductividad baja del río Uruguay (50-60
µS/cm). Sin embargo, los valores de conductividad observados en esta última región
(75-80 µS/cm) son mayores que los que aporta el Uruguay, lo cual sugiere mezcla con
el Paraná Guazú-Bravo. La conductividad en la costa argentina, por otra parte, se
encuentra afectada por la descarga de los tributarios menores, altamente contaminados,
como el Riachuelo y el Luján. A modo de ejemplo, la Figura 2.3, muestra observaciones
de conductividad en la costa bonaerense realizadas entre 1994 y 1995 por Aguas
Argentinas; lamentablemente, no existen observaciones de este tipo simultáneas con las
del interior del estuario.
Un estudio de casos fue realizado con el modelo intentando reproducir la situación
observada durante el período 22-23 de noviembre de 1982, en la cual se consideró a la
conductividad como un trazador pasivo. Durante ese período el caudal del río Uruguay
fue excepcionalmente alto, con un valor de 20000 m3s-1, mientras que las descargas de
los ríos Paraná Guazú-Bravo y Paraná de las Palmas tuvieron valores de 12320 y 3680
m3s-1, respectivamente, más próximos a los valores normales para la estación. Estos
caudales fueron considerados en la simulación a través de tres puntos de descarga
diferentes para cada uno de los tributarios. La conductividad de los tres ríos fue
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 10
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
establecida en 60 µS/cm para el Uruguay, 100 µS/cm para el Paraná Guazú-Bravo y 137
µS/cm para el Paraná de las Palmas. A fin de simular la fuente en el océano asociada a
la salinidad del agua de mar y permitir que el modelo establezca los gradientes por sí
mismo, la conductividad en todo el dominio fue inicializada en un valor de 900 µS/cm y
este valor fue conservado a lo largo de la simulación en los bordes abiertos del modelo.
El modelo se corrió durante un mes incluyendo las descargas de los ríos, los vientos
medios de invierno y la marea (M2) a fin de permitir la estabilización de la circulación y
la conductividad fue liberada a partir del segundo mes de simulación, en el cual se
incorporaron los vientos cuatridiarios provenientes de los reanálisis de NCEP/NCAR
para noviembre de 1982. La solución para el 22 de noviembre de 1982 (52 días de
simulación) se muestra en el panel superior de la Figura 2.4. La comparación de la
solución con las observaciones (Figura 2.2) muestra que el modelo ha capturado buena
parte de las características observadas. Tanto la estructura transversal de las isolíneas en
la parte media del estuario como su estructura longitudinal en la parte interior están bien
representadas. El modelo reproduce la zona mezclada a lo largo de la costa uruguaya
con valores de conductividad menores de 80 µS/cm y el gradiente a través del estuario
observado a la altura de la línea Buenos Aires – Colonia. Sin embargo, la solución
muestra en general valores de conductividad menores que los observados a lo largo de
la costa argentina aguas abajo de La Plata, sugiriendo que las fuente adicionales de
conductividad asociadas a los tributarios menores en esta costa pueden ser
significativas, pese a sus bajas descargas, por causa de su alta conductividad. A fin de
analizar este efecto se realizó una simulación adicional en la que se incluyeron los dos
tributarios menores más importantes: los ríos Luján y Riachuelo. La descarga del Luján
fue considerada de 192 m3s-1 con una conductividad de 256 µS/cm mientras que los
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valores para el Riachuelo fueron 72 m3s-1 y 1000 µS/cm, respectivamente (Jaime et al.,
2001). La solución obtenida en este caso para el 22 de noviembre de 1982 (52 días de
simulación) se muestra en el panel inferior de la Figura 2.4. Puede observarse en la
figura que, aunque la solución en la parte norte (costa uruguaya) del estuario no ha
sufrido modificaciones con respecto del caso anterior (panel superior de la Figura 2.4),
la conductividad en la parte sur (costa argentina) ha aumentado aguas abajo de la
posición de La Plata, proporcionando un resultado más similar a las observaciones.
Particularmente, la forma y posición de las isolíneas de 100 y 150 µS/cm están mucho
mejor representadas que en el caso en el que no se incluyen los tributarios menores.
Aunque lamentablemente, la carencia de observaciones aguas arriba de la línea Colonia
– Buenos Aires no permite una verificación exhaustiva en dicha zona, los resultados en
el resto del dominio indican una buena concordancia general entre las observaciones y
la simulación. El modelo muestra ser capaz de reproducir la forma y los valores de las
principales isolíneas de conductividad observadas en el interior del estuario, validando
de esta manera el funcionamiento adecuado del esquema de modelado numérico y, en
particular, de las ecuaciones de advección-difusión para trazadores incorporadas en el
mismo.
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 2.1. Dominio y batimetría utilizados en las simulaciones numéricas. Nótese que los intervalos de contorno no son regulares, sino que van de 2 en 2 m hasta los 10 m y de 5 en 5 m en adelante. En la figura se indican además todas las referencias geográficas que se citan en el
texto.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 2.2. Datos e isolíneas de conductividad en el interior del Río de la Plata adquiridos entre el 22 y el 23 de noviembre de 1982 (adaptado de Jaime et al., 2001). Nótese que el intervalo de
contornos no es uniforme.
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Figura 2.3. Datos de conductividad costera adquiridos por Aguas Argentinas entre 1994 y 1995
(adaptado de Jaime et al., 2001).
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 2.4. Soluciones para la conductividad para el 22 de noviembre de 1982. En el panel superior se muestra la solución cuando sólo se incluyen los tributarios principales: el Paraná
Guazú-Bravo, el Paraná de las Palmas y el Uruguay. En el panel inferior se muestra la solución cuando se agregan el Riachuelo y el Río Luján.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 16
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tributarios principales en el Río de la Plata
3. CIRCULACIÓN Y CORREDORES DE FLUJO
Un conjunto de simulaciones fue realizado con el objetivo de estudiar la circulación
estacional y las plumas de los tributarios principales en el estuario del Río de la Plata.
Para simular estas plumas, se consideraron trazadores distintos para los ríos Uruguay,
Paraná Guazú-Bravo y Paraná de las Palmas. En los puntos de entrada se consideró una
concentración constante en la vertical, con un valor nominal de 100 para todo el
volumen entrante. Para incluir el efecto de la marea, la superficie libre en los contornos
abiertos se hizo variar según la amplitud y fase de la componente principal semidiurna
M2 proporcionada por un modelo de mayor escala (Simionato et al., 2002b).
Para determinar el patrón característico medio de verano e invierno el modelo fue
forzado en superficie con los vientos medios estacionales derivados de los reanálisis de
NCEP/NCAR para el período 1972-2001. Estos vientos, que se muestran en la Figura
3.1, son automáticamente interpolados a la grilla del modelo durante las simulaciones y
corregidos por intensidad según Simionato et al. (2002a). Puede observarse en la figura
el patrón de variación estacional de los vientos reportado por diversos autores (Guerrero
et al., 1997; Simionato y Vera, 2002), con un cambio del campo medio
predominantemente del este durante el verano al oeste-noroeste durante el invierno.
A fin de evaluar el impacto de la variabilidad en la descarga se realizaron
simulaciones con vientos de invierno y verano para escenarios de caudal medio, alto y
bajo (Jaime et al., 2002). Para complementar la interpretación de los resultados se
realizaron asimismo estudios de sensibilidad a la descarga continental bajo condiciones
medias de viento, a la batimetría de fondo en la parte superior y media del estuario y a
la rotación de la Tierra (efecto de Coriolis). En estos casos el modelo fue forzado con
los vientos y descargas medias de invierno y verano. En el primer caso la batimetría fue
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
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llevada artificialmente a una profundidad de 7 metros en todos los lugares donde es
menor que este valor. La batimetría resultante se muestra en la Figura 3.2. En ella puede
apreciarse que el efecto de este cambio es producir un estuario plano en la región de
estudio, eliminando los efectos sobre la circulación de los canales y bancos presentes en
el mismo. En el caso de sensibilidad a la rotación simplemente el parámetro de Coriolis
fue llevado a cero. Un resumen de las simulaciones efectuadas y los vientos y caudales
utilizados se muestra en la Tabla I.
Simulación (nombre) Viento (NCEP/NCAR)
Descarga Río Uruguay (m3s-1)
Descarga Río Paraná Guazú-Bravo (m3s-1)
Descarga Río Paraná de las Palmas (m3s-1)
Invierno-media Invierno 5200 12400 3700 Verano-media Verano 4100 14800 4400 Invierno-alta Invierno 10400 22800 6800 Verano-alta Verano 10400 22800 6800 Invierno-baja Invierno 1800 10200 3000 Verano-baja Verano 1800 10200 3000 Verano-media invierno Verano 5200 12400 3700 Invierno-media verano Invierno 4100 14800 4400 Invierno-plano-media Invierno 5200 12400 3700 Verano-plano-media Verano 4100 14800 4400 Invierno-Coriolis Invierno 5200 12400 3700 Verano-Coriolis Verano 4100 14800 4400
Tabla I. Clasificación de las diferentes simulaciones realizadas, indicando los vientos y las
descargas utilizadas en cada caso.
En todos los casos el modelo se corrió durante un mes incluyendo las descargas de
los ríos, los vientos y la marea (M2) a fin de permitir la estabilización de la circulación y
los trazadores fueron liberados a partir del segundo mes. Las simulaciones se
continuaron entonces durante tres meses (una estación).
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 18
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
3.1. Patrones de circulación
De las soluciones obtenidas de esta manera se computaron los transportes residuales,
es decir, los transportes medios en un ciclo de marea. Estos transportes, conjuntamente
con sus líneas de corriente para todas los casos de sensibilidad a la descarga continental
realizados se muestran en las Figuras 3.3 (casos de invierno) y 3.5 (casos de verano),
mientras que los resultados de los estudios de sensibilidad a la batimetría y la rotación
de la Tierra se muestran en las Figuras 3.4 (casos de invierno) y 3.6 (casos de verano).
Como el transporte residual es estacionario, las líneas de corriente representan
trayectorias medias de partículas en el estuario.
Una comparación de los resultados obtenidos para los escenarios de invierno y
verano con descargas medias (paneles superiores de las Figuras 3.4 y 3.6) con los
resultados del caso en que se eliminan los detalles de la batimetría en la porción
superior del estuario bajo los mismos escenarios de descarga y viento (paneles inferiores
izquierdos de las Figuras 3.4 y 3.6) permite apreciar el efecto batimétrico en la
circulación del Río de la Plata. En la parte superior y media del estuario en ambas
estaciones el flujo tiende a seguir los canales naturales, con relativamente baja
influencia de la descarga continental. En el Río de la Plata Interior el flujo se vuelca
primero de la costa uruguaya hacia la argentina por la presencia del Canal Intermedio.
En la parte media, favorecido en parte por el efecto de Coriolis (ver paneles inferiores
derechos de las Figuras 3.4 y 3.6), el flujo tiende a retornar a la costa uruguaya. La
comparación de las soluciones correspondientes a una misma estación (vientos iguales)
bajo diferentes escenarios de caudal (Figuras 3.3 y 3.5), muestra que la variación de la
descarga continental no produce cambios importantes en los patrones de circulación,
sino sólo en la intensidad del transporte. Tanto en la parte superior como media del
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 19
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
estuario, la influencia de los vientos es baja. En la zona exterior en cambio, a partir de
aproximadamente Montevideo, el flujo se torna más sensible a los vientos con una
reversión importante en el sentido de circulación de invierno a verano, que es
consistente con lo que se conoce de la distribución de salinidad (Guerrero et al., 1997;
Simionato et al., 2001). En el norte de la Bahía Samborombón se obtiene una celda de
circulación con sentido de giro horario, cuya extensión y forma cambian con la estación
pero poco con las descargas, sugiriendo que se encuentra afectada por los vientos. En la
parte sur de Samborombón, el flujo parece ser mucho más sensible a los vientos, con
cambios importantes de sus características de una a otra estación, aunque las corrientes
medias en la bahía son débiles, sugiriendo que esta región es fundamentalmente
retensiva.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 20
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
3.2. Plumas de los principales tributarios del Río de la Plata
Los resultados obtenidos, para escenarios de invierno y verano y caudales medios
correspondientes a esas estaciones del año, para los trazadores que identifican las
plumas asociadas a las aguas de los ríos Uruguay, Paraná Guazú-Bravo y Paraná de las
Palmas se muestran en los paneles superior, medio e inferior, respectivamente, de la
Figura 3.7. En las figuras las isolíneas corresponden a concentraciones de cada uno de
los trazadores después de 60 días de iniciada la liberación de los mismos. Los tonos
rojos corresponden a concentraciones más altas y los violetas a más bajas, mientras que
el blanco indica ausencia del trazador en el punto considerado. Por comparación, las
Figuras 3.8, 3.9 y 3.10 muestran imágenes de color tomadas desde el satélite TERRA
con el instrumento MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) del
estuario correspondientes a los días 2 y 3 de abril de 2002 y 13 de abril de 2003,
respectivamente. Aunque las imágenes corresponden todas a una misma época del año
(otoño), son las únicas disponibles en los cuales las condiciones de descarga de los
tributarios fueron comparables con los valores medios considerados en este estudio. En
estas imágenes las aguas más transparentes, como las del océano y el Río Uruguay, se
muestran oscuras, mientras que las aguas cargadas de sedimentos, como las
provenientes del Río Paraná se muestran más claras.
Los resultados de la simulación (Figura 3.7) permiten distinguir claramente dos
corredores de flujo en el estuario. La descarga de los ríos Uruguay y Paraná Guazú-
Bravo (paneles superior y medio de la figura 3.7) ocupa preponderantemente la costa
uruguaya y el centro del estuario con abundante mezcla entre estos dos tributarios,
mientras que el aporte del Paraná de las Palmas (panel inferior de la figura) es
transportado sobre la costa argentina. Aunque se observan diferencias entre las
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 21
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
concentraciones asociadas a los distintos tributarios en verano e invierno en las
porciones superior y media del estuario, la diferencia está asociada a los distintos
caudales entrantes más que a cambios significativos en los patrones de circulación de la
parte superior del estuario de una a otra estación. Esto resulta evidente de la observación
de las Figuras 3.11 y 3.12 que muestran resultados de experimentos de sensibilidad a los
vientos bajo condiciones de descarga de invierno y verano constantes. La Figura 3.11
muestra los resultados al cabo de 60 días de simulación para un escenario de descarga
media de invierno bajo vientos medios de invierno (panel izquierdo) y de verano (panel
derecho). Análogamente, la Figura 3.12 muestra los resultados para un escenario de
descarga media de verano bajo vientos medios de verano (panel izquierdo) y de invierno
(panel derecho). En estas dos figuras puede observarse que, como sugieren además los
campos de corrientes (Figuras 3.3 y 3.5), bajo caudales iguales el efecto de los vientos
sólo se aprecia en la parte exterior del estuario, mientras que en las partes central y
media no se observan cambios significativos.
La Figura 3.13 muestra un detalle de las simulaciones para un escenario de viento y
descarga medios correspondientes a dos instantes de tiempo diferentes separados por 6
horas y de dos de las imágenes satelitales para la zona de descarga de los ríos Uruguay y
Paraná Guazú-Bravo. Aunque la solución numérica mostrada en la figura corresponde a
una situación de invierno, para verano no se observan apartamientos significativos en
esta porción del estuario. Según se observa en la figura, el modelo indica que las aguas
de estos dos ríos se mezclan rápidamente después de la confluencia entre ambos y de un
modo bastante turbulento, a través de la formación de meandros y desprendimiento de
lentes de agua que parecen estar afectados por el ciclo de la marea. Este resultado es
consistente con lo que puede inferirse de las imágenes satelitales, que muestran las
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 22
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
aguas oscuras (más transparentes) del río Uruguay formando meandros y mezclándose
con las aguas más claras (cargadas de sedimentos) del río Paraná Guazú-Bravo.
El estudio de sensibilidad a la batimetría, del cual se muestran los transportes
residuales y las líneas de corriente en las Figura 3.4 y 3.6 y los resultados para los
trazadores en la Figura 3.14, sugiere que el patrón de distribución de las aguas
observado resulta de la geometría y la batimetría del estuario. Aunque sólo una porción
menor del caudal ingresa al estuario a través del Paraná de las Palmas, las aguas de este
último afluente ocupan la región somera correspondiente a Playa Honda (panel inferior
de la Figura 3.7), mientras que el gran caudal asociado a los otros tributarios se mueve
por el norte, con canales más profundos (paneles superior y medio de la Figura 3.7).
Nótese que en el caso en que la batimetría del interior del estuario de considera plana
(Figura 3.14), debido a la mayor profundidad en todo el ancho de la porción superior del
estuario, las aguas de los ríos Uruguay y Paraná Guazú-Bravo tienden a seguir
trayectorias mejor diferenciadas que en el caso con batimetría real (Figura 3.7). A partir
de aproximadamente Colonia, la geometría de la costa del estuario, que toma una
orientación este-oeste, y la presencia del Canal Intermedio, fuerzan al flujo a
concentrarse en la parte central del estuario, favoreciendo la mezcla. La presencia de
intensa mezcla a partir de Colonia en la porción norte del estuario es consistente, por
otra parte, con lo que se observa en el campo de conductividad (Figura 2.2) y parece ser
reafirmado por las imágenes satelitales (ver, por ejemplo, la Figura 3.9).
El efecto de la rotación de la Tierra, o de Coriolis, (ver figuras 3.4, 3.6 y 3.15) se
hace evidente aún en la porción media del estuario en consistencia con el radio de
deformación de Rossby (barotrópico) que para una profundidad media de 10 metros es
del orden de 100 Km. El efecto de esta fuerza deflectora es desviar el flujo hacia la
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 23
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
izquierda (costa uruguaya). Como resultado, las plumas de los ríos Uruguay y Paraná
Guazú-Bravo tienen una estructura más elongada y angosta a lo largo de la costa
uruguaya y la pluma del río Paraná de las Palmas se separa de la costa argentina aguas
abajo de Punta Piedras en lugar de permanecer pegada a la misma (comparar las figuras
3.7 y 3.15).
Los resultados obtenidos son asimismo cualitativamente consistentes con lo que
puede inferirse de la distribución de sedimentos de fondo. En efecto, la Figura 3.16,
adaptada de Parker et al. (1987) muestra que los sedimentos asociados a las aguas del
río Paraná de las Palmas (en rojo en la figura), tienen una distribución y forma muy
similar a la que nuestro modelo asigna a la pluma correspondiente a este tributario (ver
figura 3.7). La consistencia cuantitativa con los resultados de estos autores es asimismo
buena. Parker et al. (1987) muestran que el tiempo de decantación de los sedimentos
característicos del Paraná de las Palmas (en rojo en la Figura 3.16) es del orden de los
12 días. Una comparación de esta figura con nuestra solución para este río al cabo de 12
días (Figura 3.17) muestra que el modelo captura adecuadamente la extensión y la
forma de la pluma.
La solución del modelo para los trazadores bajo escenarios de descarga baja se
muestran en la Figura 3.18. Nuevamente, por comparación, la Figura 3.19 muestra una
imagen MODIS correspondiente al 24 de abril de 2000, la única disponible en un
momento en que las descargas de los tributarios, especialmente del Río Uruguay,
estaban por debajo de las medias y la Figura 3.20 muestra un detalle de la simulación y
de la imagen satelital para la zona de descarga de los tributarios. Según se desprende de
las Figuras 3.18 y 3.20, el modelo predice que bajo condiciones de descarga baja no se
observarán diferencias significativas en la estructura respecto del caso con descarga
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 24
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
media (Figuras 3.7 y 3.13, respectivamente). La principal diferencia radica en cambios
en las concentraciones relativas de cada una de las aguas de los diferentes tributarios por
los cambios relativos en los caudales, y el aumento del tiempo de tránsito de las aguas a
través del estuario debido a la reducción en los transportes que se deriva de la
disminución de la descarga. La Figura 3.20 muestra que en este caso, y como
consecuencia de las menores velocidades de las aguas cuando ingresan al estuario, el
flujo es menos turbulento. Como consecuencia, lo que se espera observar en este caso es
una situación similar a la correspondiente a descargas medias, pero con concentraciones
relativas de aguas del Río Uruguay menores a lo largo de la costa uruguaya. Esto es
consistente con lo que puede observarse en la imagen satelital correspondiente a
descargas bajas (Figura 3.19).
Finalmente, la solución obtenida para los trazadores bajo condiciones de descarga
alta se muestra en la Figura 3.21. Imágenes MODIS para escenarios de alto caudal se
muestran en las Figuras 3.22 a 3.26 y corresponden a los días 27 y 28 de abril de 2002,
2, 4 y 7 de mayo de 2002, respectivamente, épocas en las que la descarga,
particularmente del río Uruguay, estaba por encima de la media. Un detalle de la
solución y de algunas de las imágenes en la región de entrada de los tributarios se
muestra en la Figura 3.27. Esta última figura indica que, según el modelo, en
condiciones de descarga alta más allá de una mayor extensión de las plumas y una
reducción en el tiempo de tránsito de las aguas a lo largo del estuario, se produce un
cambio en la forma en que el agua de los diferentes tributarios ingresa al estuario. En
este caso, debido al enorme volumen de agua descargada por los ríos Uruguay y Paraná
Guazú-Bravo, parte de este último se vuelca al estuario más al sur que en condiciones
medias, pasando por el sur de las islas Oyarvide y Martín García y la zona baja
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 25
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
asociada. Como consecuencia, en este caso, se produce una mayor zonificación de la
mezcla y la parte norte de la porción superior del estuario queda dividida en dos
regiones, una con mayor concentración de aguas del Uruguay al norte de las islas y a lo
largo de la costa uruguaya, y otra con menor concentración de este tributario en la parte
central del estuario y al sur de las islas. Aguas abajo de Colonia las plumas de ambos
tributarios tienden a ensancharse. Nótese que en este caso, debido a la combinación de
la zonificación y del aumento en la descarga del Uruguay, la concentración relativa a lo
largo de la costa uruguaya de las aguas de este último afluente aumente
significativamente, triplicándose con respecto al caso de descarga baja. Esta solución es
consistente con lo que puede inferirse de las imágenes de satélite para condiciones de
descarga alta (Figuras 3.22 a 3.26). Las imágenes permiten apreciar un intenso gradiente
transversal al río del color de las aguas en la porción norte del estuario con la presencia
de remolinos que sugieren áreas de mezcla. Aunque lamentablemente las imágenes no
permiten una cuantificación, la mayor concentración al norte de la porción superior del
estuario de aguas del río Uruguay (más oscuras) es evidente en las imágenes, así como
el ensanchamiento y mezcla de las plumas de los ríos Uruguay y Paraná Guazú-Bravo
aguas abajo de Colonia. Nótese que tanto las soluciones como las imágenes satelitales
son consistentes en este sentido con lo que puede inferirse de los pocos datos de
conductividad disponibles (Figura 2.2) que fueron adquiridos bajo condiciones de
descarga alta.
De la combinación de la información disponible se concluye entonces que la
presencia de dos corredores o plumas diferenciadas en el estuario del Río de la Plata,
una de ellas asociada a aguas del Paraná de las Palmas y la otra a una combinación entre
aguas del Paraná Guazú-Bravo y el Uruguay, parece, por lo tanto, mantenerse para los
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 26
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
diferentes escenarios de caudal, cambiando fundamentalmente el tiempo que las aguas
de cada tributario requieren para circular por el estuario como función del caudal y,
consecuentemente, su extensión. Para caudales elevados este tiempo de tránsito es
menor debido a las mayores velocidades residuales generadas por el mayor aporte
fluvial, mientras que lo recíproco sucede para caudales reducidos. El porcentaje de
aguas correspondiente a los diferentes tributarios en cada región está asociado
fundamentalmente a las descargas de cada uno de ellos. Sobre la parte superior sur del
estuario, en la región correspondiente a la ciudad de Buenos Aires, la concentración de
aguas del Paraná de las Palmas resulta en todos los casos muy elevada, con valores
mayores al 90%, dado que este río invade en forma casi exclusiva la región de Playa
Honda. La influencia de los otros tributarios aumenta lentamente a lo largo de la costa
argentina hacia la parte exterior del estuario. La costa uruguaya, recíprocamente, tiene
casi nula afectación en condiciones medias del Paraná de las Palmas, mientras que se
haya bañada por aguas de los otros tributarios. A lo largo de esta costa, las
concentraciones relativas de aguas de los ríos Uruguay y Paraná Guazú-Bravo depende
de las condiciones de descarga con una triplicación de la concentración relativa de
aguas del primer río en el caso de descarga alta con respecto al de baja. Finalmente es
interesante destacar que en las porciones superior y media del estuario, el régimen se
encuentra fundamentalmente regulado por la descarga continental con poco o nulo
efecto de los vientos medios estacionales.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 27
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
3.3. Sensibilidad de las plumas a situaciones de vientos intensos
(sudestadas y pamperos)
Si bien en la sección anterior se estudiaron las plumas de los principales tributarios
del Río de la Plata bajo condiciones de viento constantes, una cuestión remanente es
hasta qué punto la existencia e identidad de esas plumas es afectada por la variabilidad
de los vientos que, como es bien conocido, es importante en la región. A fin de hacer
una evaluación de este aspecto, se estudió la respuesta del sistema a situaciones típicas
de vientos intensos y la persistencia de la señal introducida por estos vientos. Las dos
situaciones más frecuentes asociadas a vientos intensos en el Río de la Plata se
producen en relación con las ciclogénesis del litoral y el pasaje de frentes provenientes
del sur. En relación con la primera, cuando se desarrollan ciclones en la zona del litoral
argentino, es frecuente que se produzcan vientos intensos (35-50 Km/h) del sudeste
sobre la región del estuario, que resultan de la combinación de los vientos asociados al
ciclón y la presencia de un anticiclón ubicado más al sudoeste sobre el territorio
argentino. Este tipo de eventos, conocido como ‘sudestada’, tiene una duración típica
del orden de 48 horas. Durante las primeras 36, aproximadamente, los vientos ganan
fuerza, y el fenómeno decae rápidamente durante las siguientes 12 horas. La segunda
situación se produce cuando un frente frío avanza desde el sur. En estos casos, los
vientos pueden llegar a ser también muy intensos, pero su dirección es del sudoeste.
Estos eventos, conocidos como ‘Pamperos’, tienen típicamente una duración, en total,
de 24 horas, entre el desarrollo y el decaimiento de la tormenta.
Para estudiar la señal introducida por este tipo de eventos, se realizaron
simulaciones para escenarios medios de invierno y verano. En cada uno de estos casos,
a partir de la solución estacionaria para un escenario medio de invierno al cabo de 60
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 28
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
días, se introdujo la tormenta en la escala de tiempo correspondiente (48 horas para la
sudestada y 24 para el pampero). Una vez terminada la tormenta se continuó la corrida
bajo vientos medios durante 20 días adicionales a fin de analizar la persistencia de la
señal. La sudestada fue simulada de un modo sencillo y razonablemente realista en la
escala de interés. Se aplicó un viento del sudeste que se incrementa durante las primeras
36 horas hasta alcanzar los 11 m s-1 (unos 40 Km/h) y decae durante las 12
subsiguientes según la función del tiempo mostrada en la Figura 3.28. De la misma
manera, el pampero fue simulado introduciendo un viento del sudoeste de la misma
magnitud, pero que se establece y decae en una escala de tiempo de 24 horas, como
muestra la Figura 3.29. Debe considerarse que, dado que el dominio de simulación se
restringe al estuario, el efecto de las tormentas sobre el océano, que es normalmente
transferido al río aumentando la señal no es percibido en las simulaciones. Como
resultado, nuestras simulaciones tendrían tendencia a subestimar la señal en intensidad,
aunque no en forma y tiempos de establecimiento y decaimiento, representando, de esta
manera, la señal mínima que puede esperarse en estos escenarios.
La anomalía para la superficie libre introducida por la sudestada en el caso de
invierno al cabo de 42 horas puede observarse en la Figura 3.30. Esta figura muestra el
patrón que normalmente se asocia a estas situaciones con un incremento de la elevación
de la superficie libre en todo el interior del estuario que alcanza su máximo sobre la
costa argentina en la región de Playa Honda. La evolución de esta elevación en el
tiempo para localidades ubicadas en las partes superior, media e inferior de la región de
interés a lo largo de las costas argentina y uruguaya se muestran en la Figura 3.31.
Puede observarse que la máxima señal se produce unas 6 horas después de que la
tormenta alcanza su máximo y que toda la señal ha desaparecido del sistema 24 horas
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 29
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
después de la finalización de la misma. La anomalía en los campos de trazadores que
identifican las plumas de los ríos Uruguay, Paraná Guazú-Bravo y Paraná de las Palmas
al cabo de 42 horas de simulación de la tormenta (momento de máxima señal en la
elevación de la superficie libre) se muestra en la Figura 3.32. Nótese que en esta figura,
para mejorar la interpretación, sólo se han coloreado anomalías con valores absolutos
superiores a 5. Se observa que, fuera de la región frontal donde los trazadores alcanzan
el océano, las máximas anomalías se producen a lo largo de la costa argentina entre La
Plata y la cabecera del estuario y sobre el Banco Ortiz, ambas zonas de baja profundidad
y en la porción norte de la Bahía Samborombón, alrededor de Punta Piedras. Las
anomalías son significativas indicando variaciones del orden de ±25 en la concentración
de los trazadores a lo largo de la costa argentina y ±15 sobre el Banco Ortiz. Las
anomalías observadas son consistentes con el patrón de anomalías de la elevación de la
superficie libre. En la porción norte de la Bahía Samborombón se observa una reducción
de la concentración de los trazadores correspondientes a los tres tributarios, que puede
explicarse por un ingreso de agua de mar desde la plataforma forzado por la tormenta. A
lo largo de la costa argentina, entre La Plata y la cabecera del estuario se observa en
general una reducción de la concentración del trazador correspondiente al Paraná de las
Palmas y un aumento de la concentración de los otros trazadores. Este resultado también
es atribuible al apilamiento de agua dentro del río forzado por la tormenta que tiende a
inhibir el avance hacia el exterior del estuario del agua del Paraná de las Palmas sobre la
región y a producir en cambio un ingreso de agua desde una región más exterior con
mayor concentración de los otros trazadores (ver Figura 3.7). Sobre el Banco Ortiz, se
observa un incremento de la concentración de aguas del Paraná de las Palmas con una
reducción de los otros trazadores, que parece indicar que durante estos eventos se
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 30
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
incrementa la mezcla lateral en esta región somera. La evolución en el tiempo de la
concentración de los tres trazadores en diversos puntos significativos de las costas
argentina y uruguaya se muestra en la Figura 3.33. En esta figura resulta evidente que el
mayor efecto costero de la tormenta se produce del lado argentino (paneles de la
izquierda), mientras que a lo largo de la costa uruguaya (paneles de la derecha) éste es
mínimo. Nótese que, dado que las fuentes de agua dulce, y por lo tanto de trazadores, se
encuentran en la cabecera del estuario, aunque la intensidad de la señal debida a la
tormenta aumenta a lo largo de la costa argentina hacia el interior del estuario, la
persistencia de la señal, o, equivalentemente, el tiempo necesario para retornar a los
valores medios, aumenta en dirección opuesta. En Buenos Aires, la señal ha
desaparecido 48 horas después de terminada la tormenta, mientras que persiste algunos
días más en La Plata, debido a que las aguas de los afluentes requieren un tiempo mayor
para alcanzar esta localidad una vez restituidas las condiciones medias de viento. En
general, no obstante, se observa que el sistema retorna a las condiciones medias en
pocos días, en una escala no superior a la semana. Aunque sólo se muestran las figuras
correspondientes al caso de invierno, tanto los patrones como los valores asociados en
el caso de verano son muy similares.
El patrón de anomalías de la superficie libre para el caso del Pampero al cabo de 12
horas de simulación (momento de máxima intensidad de los vientos) para el caso de
invierno se muestra en la Figura 3.34. Los vientos del sudoeste producen, en este caso,
un apilamiento de las aguas sobre la costa uruguaya y una reducción frente a Buenos
Aires, pero con alturas sensiblemente menores a las que introduce la sudestada. La
evolución de la altura en el tiempo (Figura 3.35) muestra que en este caso la señal
alcanza su máximo simultáneamente con los vientos, 12 horas después de iniciada la
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 31
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
tormenta y decae muy rápidamente después. La anomalía para los trazadores a las 12
horas se muestra en la Figura 3.36. En este caso las máximas anomalías alcanzan
valores similares al caso anterior y se distribuyen en la región de Punta Piedras, entre
Montevideo y Punta del Este y en Playa Honda. La reducción de la concentración de los
tres trazadores en el área de Punta Piedras y su incremento entre Montevideo y Punta
del Este es consistente con una mayor extensión hacia el norte de la pluma de agua
dulce del estuario forzada por los vientos del sudoeste. La anomalía observada en la
región de Playa Honda, en la parte superior del estuario, sugiere una mayor extensión
hacia el norte de la influencia del agua del Paraná de las Palmas forzada por los mismos
vientos. La evolución temporal de la anomalía en localidades a lo largo de ambas costas
del estuario se muestra en la Figura 3.37. Puede apreciarse en la figura que la respuesta
es algo diferente en el caso del pampero que en el de la sudestada. Aunque la altura es
máxima a lo largo de la costa uruguaya, el máximo efecto sobre los trazadores se
produce sobre el lado argentino. Esto resulta de la combinación de la batimetría del
estuario con la estructura de mezcla dentro del mismo de las aguas de los diferentes
tributarios. En la región de Playa Honda el estuario es somero, y por lo tanto responde
rápidamente a los vientos. Por lo tanto, en Buenos Aires, la señal aumenta rápidamente
durante el establecimiento de la tormenta. Luego de las primeras 12 horas, aunque la
tormenta cede, la señal en los trazadores persiste, debido a que la región está siendo
reinvadida por el agua que había sido desplazada hacia el norte. Al cabo de
aproximadamente 5 días, en esta localidad ha desaparecido toda señal atribuible a la
tormenta. En La Plata, estas dos escalas temporales se observan con mayor claridad.
Durante el primer día se observa un incremento de la concentración de aguas del Paraná
de las Palmas y una disminución de las aguas de los otros tributarios, como efecto
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 32
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tributarios principales en el Río de la Plata
directo de los vientos del sudoeste, que fuerzan la pluma de agua dulce hacia el norte,
mientras que durante los días subsiguientes se observa el efecto contrario, como
producto de la relajación de las aguas que se habían acumulado del lado uruguayo. En
Punta Piedras, el efecto es nuevamente una reducción de la concentración de los
trazadores de los tres tributarios como producto del ingreso de agua marina que
reemplaza el agua desplazada hacia el norte por la tormenta. A lo largo de la costa
uruguaya, la falta de una anomalía significativa, pese al mayor incremento de la
elevación de la superficie libre, se puede atribuir a que a lo largo de esta costa la
profundidad es en general mayor y las aguas se encuentran mejor mezcladas.
Nuevamente, aunque sólo se muestran las figuras correspondientes al caso de invierno,
tanto los patrones como los valores asociados en el caso de verano son muy similares.
Finalmente, a fin de proporcionar una imagen del efecto de las anomalías
observadas sobre las plumas asociadas a los diferentes trazadores, la figura 3.38 muestra
los campos correspondientes a los mismos para el caso de la sudestada (izquierda) y del
pampero (derecha) en el momento de máxima intensidad de los vientos para cada uno
de los eventos. Esta figura puede compararse con la 3.7, que muestra los campos para el
caso de vientos medios de invierno. Aunque se han producido, como resultado de la
tormenta, deformaciones en los campos, la identidad y características generales de los
‘corredores’ se mantiene. Como conclusión general, entonces, las simulaciones
muestran que los corredores de flujo son relativamente poco sensibles a eventos de
vientos intensos. Aunque el efecto de los mismos altera la composición relativa de las
aguas de los diferentes tributarios especialmente sobre la costa argentina durante la
manifestación del evento, éste pierde al cabo de aproximadamente una semana. No
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tributarios principales en el Río de la Plata
obstante, desde el punto de vista de contaminantes, durante los eventos la afectación de
la mezcla sobre esa costa podría tener efectos significativos.
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
3.4. Tiempos de tránsito y lavado de las aguas del Río de la Plata
De las simulaciones realizadas para escenarios de invierno y verano y diferentes
caudales es posible obtener información acerca de los tiempos de tránsito y lavado de
las aguas en el estuario del Río de la Plata. Dado que las simulaciones fueron realizadas
con vientos estacionarios, los resultados no representan ninguna situación en particular,
pero proporcionan una aproximación razonable a lo que puede esperarse en promedio a
lo largo de un tiempo medianamente largo. Las Figuras 3.39 a 3.44 muestran la
evolución en el tiempo de la concentración de los trazadores que representan las aguas
de los ríos Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul)
para las simulaciones correspondientes a escenarios de invierno y verano y diferentes
descargas continentales (media, baja y alta) para algunas puntos costeros a lo largo de
ambas márgenes del estuario. Para interpretar las figuras debe considerarse que el
tiempo que tardan los trazadores en los diversos puntos en alcanzar valores diferentes de
cero se corresponden con los tiempos que tarda el agua en comenzar a llegar a ese lugar
desde su fuente (puntos de descarga). Este tiempo puede asociarse, por ejemplo, con el
que tardaría un contaminante en llegar a la locación si fuese derramado en el punto de
descarga de los tributarios. Los valores obtenidos de las simulaciones para este tiempo
se compilan en la Tabla II. Puede observarse en las Figuras y la Tabla II que el tiempo
necesario para que las aguas transiten el estuario depende no sólo de su distancia a las
fuentes sino también de la descarga continental, con una reducción importante en los
tiempos para escenarios de descarga alta y, recíprocamente, un aumento significativo en
los casos de descarga baja. No se observan diferencias notables en los tiempos para
iguales condiciones de caudal para las diferentes estaciones, o diferentes escenarios de
vientos medios, lo que es consistente con lo que se mostró previamente acerca de la
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 35
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
circulación. Es interesante notar, además, que las aguas del Paraná de las Palmas no
alcanzan puntos intermedios de la costa uruguaya excepto en condiciones de caudal
muy bajo. En condiciones medias de viento y caudal, las aguas del Paraná de las Palmas
tardan unos 3 días en llegar a Buenos Aires, mientras que las aguas del Uruguay y
Paraná Guazú-Bravo tardan 7 y 5 días, respectivamente. Para Montevideo y Punta
Piedras los tiempos son del orden de los 25 días.
Tabla II. Tiempo aproximado que tardan las aguas de los tributarios principales del Río de la Plata en comenzar a llegar a algunas locaciones a lo largo de las costas argentina y uruguaya.
Desde el momento en que la señal comienza a llegar a un cierto punto y hasta la
estabilización de su valor, transcurre un cierto tiempo que, evidentemente, se alarga a
medida que la locación se encuentra más lejos de las fuentes y que depende asimismo
de las descargas continentales. Estos tiempos se resumen en la Tabla III, mientras que la
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Tabla IV muestra el valor que alcanza la concentración de cada uno de los trazadores al
cabo de ese tiempo. En las Tablas y las Figuras se observa que en algunos puntos, como
Punta Piedras, la concentración no se estabiliza aún en 90 días de simulación bajo
condiciones de viento constante, lo que indica que en esa locación las condiciones de
mezcla serán siempre muy variables. En Montevideo los tiempos son del orden de los
60 días, lo que indica que esta localidad estará también más expuesta a la variabilidad.
Para un escenario típico de descarga media, en Buenos Aires el tiempo de estabilización
sería de unos 20 días.
Tabla III. Tiempo aproximado para la estabilización de la concentración de los trazadores que representan las aguas de los tributarios principales del Río de la Plata en algunas locaciones a lo largo de las costas argentina y uruguaya.
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Tabla IV. Concentración de los trazadores que representan las aguas de los tributarios principales del Río de la Plata en algunas locaciones a lo largo de las costas argentina y uruguaya cuando se alcanza la estabilización bajo condiciones de viento y caudal constantes.
El tiempo que transcurre desde que los trazadores son lanzados al estuario desde sus
fuentes hasta que la suma de la concentración de los tres alcanza el valor de 100 (si
acaso ocurre) en una locación determinada sería coincidente con el tiempo de lavado de
las aguas en ese punto. Este tiempo podría asociarse, por ejemplo, al tiempo que tardaría
un contaminante que es lanzado en los puntos de descarga de los tributarios en ser
completamente eliminado del estuario a la altura de esa locación. La superficie del
estuario que alcanza esta condición al cabo de 10, 20, 30, 40, 50 y 60 días de simulación
bajo condiciones medias de invierno se muestra en la Figura 3.45. Para condiciones
medias de verano el resultado es muy similar. De la observación de esta figura y los
valores mostrados en la Tabla III se desprende que el tiempo de lavado de las aguas en
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
las porciones superior y media del estuario es del orden de 60 días bajo condiciones
medias de caudal. Para caudales altos, este tiempo puede reducirse a 30 días, mientras
que para caudales bajos se incrementa a un orden de 90 días.
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
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Figura 3.1. Vientos medios de invierno y verano para el período 1972-2001 según los reanálisis de NCEP/NCAR.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.2. Batimetría modificada para los casos de ‘fondo plano’.
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Figura 3.3. Transportes residuales (m2s-1) y sus líneas de corriente para las simulaciones de invierno con los diferentes escenarios de caudal.
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Figura 3.4. Transportes residuales (m2s-1) y sus líneas de corriente para los estudios de sensibilidad a la batimetría y rotación de la Tierra en invierno.
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Figura 3.5. Transportes residuales (m2s-1) y sus líneas de corriente para las simulaciones de verano con los diferentes escenarios de caudal.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.6. Transportes residuales (m2s-1) y sus líneas de corriente para los estudios de sensibilidad a la batimetría y rotación de la Tierra en verano.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.7. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay (paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las Palmas (paneles inferiores)
para las simulaciones de invierno (izquierda) y verano (derecha) con descargas medias.
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.8. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 2 de abril de 2002. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 19640 m3s-1 y 3821 m3s-1, respectivamente,
lo que corresponde a valores aproximadamente medios.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.9. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 3 de abril de 2002. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 19636 m3s-1 y 3903 m3s-1, respectivamente,
lo que corresponde a valores aproximadamente medios.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.10. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 13 de abril de 2003. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 25599 m3s-1 y 5245 m3s-1,
respectivamente, lo que corresponde a valores aproximadamente medios.
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.11. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay (paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las Palmas (paneles inferiores)
para las simulaciones de invierno (izquierda) y verano (derecha) con descargas medias de invierno.
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Figura 3.12. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay (paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las Palmas (paneles inferiores)
para las simulaciones de verano (izquierda) e invierno (derecha) con descargas medias de verano.
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Figura 3.13. Detalle de las soluciones numéricas correspondiente a dos instantes de tiempo diferentes separados por 6 horas (paneles superior y medio) y de dos de las imágenes satelitales (panel inferior) para la zona de descarga de los ríos Uruguay y Paraná en condiciones medias de
caudal.
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Figura 3.14. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay (paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las Palmas (paneles inferiores) para las simulaciones de invierno (izquierda) y verano (derecha) con descargas medias y fondo
plano.
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Figura 3.15. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay (paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las Palmas (paneles inferiores) para las simulaciones de invierno (izquierda) y verano (derecha) con descargas medias y con el
factor de Coriolis llevado a cero (sin rotación de la Tierra).
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Figura 3.16. Distribución de los tipos de sedimentos de fondo en el estuario del Río de la Plata. El tono rojo, indica influencia textural de los ríos Paraná de las Palmas y Luján, mientras que el verde indica influencia de los ríos Paraná Guazú-Bravo y Uruguay. Adaptada de Parker et al.
(1987).
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Figura 3.17. Concentración del trazador asociado al río Paraná de las Palmas al cabo de 12 días de liberación del mismo bajo condiciones de descarga media en invierno (panel superior) y
verano (panel inferior).
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Figura 3.18. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay (paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las Palmas (paneles inferiores)
para las simulaciones de invierno (izquierda) y verano (derecha) con descargas bajas.
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Figura 3.19. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 24 de abril de 2000. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 19700 m3s-1 y 2200 m3s-1,
respectivamente, lo que corresponde a valores bajos, especialmente para el río Uruguay.
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Figura 3.20. Detalle de las soluciones numéricas correspondiente a dos instantes de tiempo diferentes separados por 6 horas (paneles superior y medio) y la imagen satelital (panel
inferior) para la zona de descarga de los ríos Uruguay y Paraná en condiciones de caudal bajo.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.21. Plumas correspondientes a los trazadores que identifican los ríos Uruguay (paneles superiores), Paraná Guazú-Bravo (paneles centrales) y Paraná de las Palmas (paneles inferiores)
para las simulaciones de invierno (izquierda) y verano (derecha) con descargas altas.
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Figura 3.22. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 27 de abril de 2002. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 20664 m3s-1 y 8973 m3s-1,
respectivamente, lo que corresponde a valores altos para el río Uruguay.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.23. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 28 de abril de 2002. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 20834 m3s-1 y 9098 m3s-1,
respectivamente, lo que corresponde a valores altos para el río Uruguay.
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Figura 3.24. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 2 de mayo de 2002. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 21514 m3s-1 y 9659 m3s-1,
respectivamente, lo que corresponde a valores altos para el río Uruguay.
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.25. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 4 de mayo de 2002. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 21848 m3s-1 y 9879 m3s-1,
respectivamente, lo que corresponde a valores altos para el río Uruguay.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.26. Imagen MODIS de Río de la Plata correspondiente al día 7 de mayo de 2002. En este día la descarga del los ríos Paraná y Uruguay fue de 22262 m3s-1 y 9559 m3s-1,
respectivamente, lo que corresponde a valores altos para el río Uruguay.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 65
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.27. Detalle de las soluciones numéricas correspondiente a dos instantes de tiempo diferentes separados por 6 horas (paneles superior y medio) y de dos de las imágenes satelitales (panel inferior) para la zona de descarga de los ríos Uruguay y Paraná en condiciones de caudal
alto.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.28. Función del tiempo utilizada para simular el desarrollo y decaimiento de la sudestada.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.29. Función del tiempo utilizada para simular el desarrollo y decaimiento del pampero.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 68
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.30. Campo de anomalías de la elevación de la superficie libre introducido por la sudestada al cabo de 42 horas de iniciada la misma.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.31. Evolución de las anomalías de la elevación de la superficie libre introducidas por la sudestada en tres puntos a lo largo de la costa argentina (izquierda) y tres puntos a lo largo de la
costa uruguaya (derecha).
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 70
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.32. Campo de anomalía de concentración de los trazadores que identifican a los ríos Uruguay (panel superior), Paraná Guazú-Bravo (panel central) y Paraná de las Palmas (panel
inferior) introducido por la sudestada al cabo de 42 horas de iniciada la misma.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 71
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.33. Evolución de la anomalía de concentración de los trazadores que identifican a los ríos Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) introducido por
la sudestada al cabo de 42 horas de iniciada la misma en puntos a lo largo de las costas argentina (izquierda) y uruguaya (derecha).
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 72
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.34. Campo de anomalías de la elevación de la superficie libre introducido por el pampero al cabo de 12 horas de iniciada la tormenta.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 73
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.35. Evolución de las anomalías de la elevación de la superficie libre introducidas por el pampero en tres puntos a lo largo de la costa argentina (izquierda) y tres puntos a lo largo de la
costa uruguaya (derecha).
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 74
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.36. Campo de anomalía de concentración de los trazadores que identifican a los ríos Uruguay (panel superior), Paraná Guazú-Bravo (panel central) y Paraná de las Palmas (panel
inferior) introducido por el pampero al cabo de 12 horas de iniciada la tormenta.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 75
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.37. Evolución de la anomalía de concentración de los trazadores que identifican a los ríos Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) introducido por
el pampero al cabo de 12 horas de iniciada la tormenta en puntos a lo largo de las costas argentina (izquierda) y uruguaya (derecha).
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 76
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.38. Campos de concentración de los trazadores que identifican a los ríos Uruguay, Paraná Guazú-Bravo y Paraná de las Palmas para el caso de la sudestada (izquierda) y del pampero (derecha) en el momento de máxima intensidad de los vientos para cada uno
de los eventos.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 77
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.39. Evolución de la concentración de los trazadores que identifican a los ríos Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) para la simulación en un
escenario de descarga y viento medio de invierno.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 78
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.40. Evolución de la concentración de los trazadores que identifican a los ríos Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) para la simulación en un
escenario de descarga y viento medio de verano.
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.41. Evolución de la concentración de los trazadores que identifican a los ríos Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) para la simulación en un
escenario de descarga baja y viento medio de invierno.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 80
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.42. Evolución de la concentración de los trazadores que identifican a los ríos Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) para la simulación en un
escenario de descarga baja y viento medio de verano.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 81
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.43. Evolución de la concentración de los trazadores que identifican a los ríos Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) para la simulación en un
escenario de descarga alta y viento medio de invierno.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 82
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tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.44. Evolución de la concentración de los trazadores que identifican a los ríos Uruguay (rojo), Paraná Guazú-Bravo (verde) y Paraná de las Palmas (azul) para la simulación en un
escenario de descarga alta y viento medio de verano.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 83
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Figura 3.45. Superficie del estuario cuya agua es completamente renovada al cabo de 10, 20, 30, 40, 50 y 60 días bajo condiciones de caudal y vientos medios de invierno constantes.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 84
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tributarios principales en el Río de la Plata
4. RESUMEN DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES
Pese a que el Río de la Plata es un área de importancia estratégica hasta el momento
no se ha realizado en el estuario ningún estudio observacional de gran escala que
permita la determinación de la circulación media y su variabilidad. En la literatura
especializada existen pocas referencias a la circulación en el estuario y se encuentran
discrepancias en relación con el camino de las aguas de los principales tributarios. El
objetivo de este trabajo ha sido contribuir al entendimiento de estos aspectos a través de
la aplicación de un modelo numérico y su comparación con datos e imágenes de satélite
en los casos en que esto que fue posible. El modelo utilizado fue el HamSOM/CIMA,
que ha demostrado ser una herramienta robusta y confiable para el estudio de la
dinámica estuarial. Para simular el transporte de sustancias las ecuaciones de advección-
difusión para trazadores pasivos fueron acopladas al modelo. Estas sustancias pueden
utilizarse para representar tanto las plumas correspondientes a los diferentes tributarios
principales del estuario como trazadores pasivos en general, como la conductividad.
Para validar la capacidad del modelo de transportar sustancias en el estuario de un
modo representativo de la realidad, se realizó un estudio de casos del campo de
conductividad para los días 22 y 23 de noviembre de 1982. Esta variable, cuya
distribución resulta de la acción conjunta de los tributarios en la parte superior del
estuario y la presencia del océano en la parte exterior, fue considerada como un trazador
pasivo. Esta simulación fue comparada con observaciones disponibles entre las líneas
Buenos Aires – Colonia y Punta Piedras – Montevideo para esos días. Los resultados en
esta región indican una buena concordancia general entre las observaciones y la
simulación, siendo el modelo capaz de reproducir la forma y los valores de las
principales isolíneas de conductividad observadas en el interior del estuario. Las
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
soluciones muestran, además, que los tributarios menores altamente contaminados,
como el Luján y el Riachuelo, contribuyen de manera significativa al patrón de
conductividad observado en el estuario.
Un conjunto de simulaciones fue realizado con el objetivo de estudiar la circulación
estacional y los corredores de flujo de los tributarios principales en el estuario del Río
de la Plata. Para simular las plumas correspondientes a estos tributarios, se consideraron
trazadores distintos para los ríos Uruguay, Paraná Guazú-Bravo y Paraná de las Palmas.
Se buscó identificar el área de influencia de la descarga de cada tributario principal a
través del estudio de la pluma correspondiente. Se realizaron simulaciones, incluyendo a
la marea como forzante, para escenarios de caudal y vientos medios de invierno y
verano. Se realizaron asimismo estudios de sensibilidad a variaciones en los vientos, la
descarga continental (considerando escenarios de alto y bajo caudal), a la batimetría de
fondo en la parte superior y media del estuario y a la rotación de la Tierra (efecto de
Coriolis).
De las soluciones obtenidas de esta manera se computaron los transportes residuales
o medios en un ciclo de marea. Los resultados muestran que la batimetría del fondo
juega un rol central en la circulación del Río de la Plata. En la parte superior y media
del estuario en ambas estaciones el flujo tiende a seguir los canales naturales, con
relativamente baja influencia de la descarga continental. En el Río de la Plata Interior el
flujo se vuelca primero de la costa uruguaya hacia la argentina por la presencia del
Canal Intermedio. En la parte media, favorecido en parte por el efecto de Coriolis, el
flujo tiende a retornar a la costa uruguaya. La variación de la descarga continental no
produce cambios importantes en los patrones de circulación, sino sólo en la intensidad
del transporte. Tanto en la parte superior como media del estuario, la influencia de los
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
vientos es baja. En la zona exterior en cambio, a partir de aproximadamente
Montevideo, el flujo se torna más sensible a los vientos con una reversión en el sentido
de circulación de invierno a verano, que es consistente con lo que se conoce de la
distribución de salinidad. En el norte de la Bahía Samborombón se obtiene una celda de
circulación con sentido de giro horario, cuya extensión y forma cambian con la estación
pero poco con las descargas, sugiriendo que se encuentra afectada por los vientos. En la
parte sur de Samborombón, el flujo parece ser mucho más sensible a los vientos, con
cambios importantes de sus características de una a otra estación, aunque las corrientes
medias en la bahía son débiles, sugiriendo que esta región es fundamentalmente
retensiva.
Las soluciones numéricas permiten distinguir claramente dos plumas o corredores
de flujo para los tributarios principales del Río de la Plata. La descarga de los ríos
Uruguay y Paraná Guazú-Bravo ocupa preponderantemente la costa uruguaya y el
centro del estuario con abundante mezcla entre estos dos tributarios, mientras que el
aporte del Paraná de las Palmas es transportado sobre la costa argentina. El modelo
indica que las aguas de los ríos Uruguay y Paraná Guazú-Bravo se mezclan rápidamente
después de la confluencia entre ambos y de un modo bastante turbulento, a través de la
formación de meandros y desprendimiento de lentes de agua que parecen estar afectados
por el ciclo de la marea. El patrón de distribución de las aguas observado resulta de la
geometría y la batimetría del estuario. Aunque sólo una porción menor del caudal
ingresa al estuario a través del Paraná de las Palmas, las aguas de este último afluente
ocupan la región somera correspondiente a Playa Honda, mientras que el gran caudal
asociado a los otros tributarios se mueve por el norte, con canales más profundos. A
partir de aproximadamente Colonia, la geometría de la costa del estuario, que toma una
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
orientación este-oeste, y la presencia del Canal Intermedio, fuerzan al flujo a
concentrarse en la parte central del estuario, favoreciendo la mezcla.
El efecto de la rotación de la Tierra, o de Coriolis, se hace evidente aún en la
porción media del estuario en consistencia con el radio de deformación de Rossby
(barotrópico) que para una profundidad media de 10 metros es del orden de 100 Km.
Como resultado, las plumas de los ríos Uruguay y Paraná Guazú-Bravo tienen una
estructura más elongada y angosta a lo largo de la costa uruguaya y la pluma del río
Paraná de las Palmas se separa de la costa argentina aguas abajo de Punta Piedras en
lugar de permanecer pegada a la misma.
El modelo predice que bajo condiciones de descarga baja no se observarán
diferencias significativas en la estructura respecto del caso con descarga media. La
principal diferencia radica en cambios en las concentraciones relativas de cada una de
las aguas de los diferentes tributarios por los cambios relativos en los caudales, y el
aumento del tiempo de tránsito de las aguas a través del estuario debido a la reducción
en los transportes que se deriva de la disminución de la descarga. En este caso, y como
consecuencia de las menores velocidades de las aguas cuando ingresan al estuario, el
flujo es menos turbulento. Como consecuencia, lo que se espera observar en este caso es
una situación similar a la correspondiente a descargas medias, pero con concentraciones
relativas de aguas del Río Uruguay menores a lo largo de la costa uruguaya.
En condiciones de descarga alta más allá de una mayor extensión de las plumas y
una reducción en el tiempo de tránsito de las aguas a lo largo del estuario, se produce un
cambio en la forma en que el agua de los diferentes tributarios ingresa al estuario. En
este caso, debido al enorme volumen de agua descargada por los ríos Uruguay y Paraná
Guazú-Bravo, parte de este último se vuelca al estuario más al sur que en condiciones
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 88
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
medias, pasando por el sur de las islas Oyarvide y Martín García y la zona baja
asociada. Como consecuencia, en este caso, se produce una mayor zonificación de la
mezcla y la parte norte del estuario queda dividida en dos regiones, una con mayor
concentración de aguas del Uruguay al norte de las islas y a lo largo de la costa
uruguaya, y otra con menor concentración de este tributario en la parte central del
estuario y al sur de las islas. Aguas abajo de Colonia las plumas de ambos tributarios
tienden a ensancharse.
La presencia de dos corredores o plumas diferenciadas en el estuario del Río de la
Plata, una de ellas asociada a aguas del Paraná de las Palmas y la otra a una
combinación entre aguas del Paraná Guazú-Bravo y el Uruguay, se mantiene por lo
tanto para los diferentes escenarios de caudal, cambiando fundamentalmente el tiempo
que las aguas de cada tributario requieren para circular por el estuario como función del
caudal y, consecuentemente, su extensión. Para caudales elevados este tiempo de
tránsito es menor debido a las mayores velocidades residuales generadas por el mayor
aporte fluvial, mientras que lo recíproco sucede para caudales reducidos. El porcentaje
de aguas correspondiente a los diferentes tributarios en cada región está asociado
fundamentalmente a las descargas de cada uno de ellos. Sobre la costa argentina, a la
altura de la ciudad de Buenos Aires, la concentración de aguas del Paraná de las Palmas
resulta en todos los casos muy elevada, con valores mayores al 90%, dado que este río
invade en forma casi exclusiva la región de Playa Honda. La influencia de los otros
tributarios aumenta lentamente a lo largo de la costa argentina hacia la parte exterior del
estuario. La costa uruguaya, recíprocamente, tiene casi nula afectación en condiciones
medias del Paraná de las Palmas, mientras que se haya bañada por aguas de los otros
tributarios. A lo largo de esta costa, las concentraciones relativas de aguas de los ríos
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Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
Uruguay y Paraná Guazú-Bravo depende de las condiciones de descarga con una
triplicación de la concentración relativa de aguas del primer río en el caso de descarga
alta con respecto al de baja. En las porciones superior y media del estuario, el régimen
se encuentra fundamentalmente regulado por la descarga continental con poco o nulo
efecto de los vientos medios estacionales.
Todas estas características pronosticadas por el modelo son consistentes con lo que
se observa en el campo de conductividad y con lo que se infiere de la distribución de los
sedimentos de fondo y de las imágenes satelitales para condiciones de descarga media,
baja y alta.
Se estudió la respuesta del sistema a situaciones típicas de vientos intensos
(sudestadas y pamperos) y la persistencia de la señal introducida por estos vientos. Para
el caso de la sudestada se observa que, fuera de la región frontal donde el agua dulce
alcanza el océano, las máximas anomalías de concentración de los trazadores que
identifican las aguas de los diferentes tributarios se producen a lo largo de la costa
argentina entre La Plata y la cabecera del estuario y sobre el Banco Ortiz, ambas zonas
de baja profundidad y en la porción norte de la Bahía Samborombón, alrededor de Punta
Piedras. Las anomalías son significativas indicando variaciones del orden de ±25 en la
concentración de los trazadores a lo largo de la costa argentina y ±15 sobre el Banco
Ortiz. Las anomalías observadas son consistentes con el patrón de anomalías de la
elevación de la superficie libre. En la porción norte de la Bahía Samborombón se
observa una reducción de la concentración de los trazadores correspondientes a los tres
tributarios, que puede explicarse por un ingreso de agua de mar desde la plataforma
forzado por la tormenta. A lo largo de la costa argentina, entre La Plata y la cabecera del
estuario se observa en general una reducción de la concentración del trazador
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 90
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
correspondiente al Paraná de las Palmas y un aumento de la concentración de los otros
trazadores. Este resultado también es atribuible al apilamiento de agua dentro del río
forzado por la tormenta que tenderá a inhibir el avance hacia el exterior del estuario del
agua del Paraná de las Palmas sobre la región y a producir en cambio un ingreso de
agua proveniente desde el exterior, con una mayor concentración de aguas de los otros
ríos. Sobre el Banco Ortiz, se observa un incremento de la concentración de aguas del
Paraná de las Palmas con una reducción de los otros trazadores, que parece indicar que
durante estos eventos se incrementa la mezcla lateral en esta región somera. En Buenos
Aires, la señal ha desaparecido 48 horas después de terminada la tormenta, mientras que
persiste algunos días más en La Plata, debido a que las aguas de los afluentes requieren
un tiempo mayor para alcanzar esta localidad una vez restituidas las condiciones medias
de viento. En general, no obstante, se observa que el sistema retorna a las condiciones
medias en pocos días, en una escala temporal no superior a la semana.
En el caso del pampero las máximas anomalías para los trazadores alcanzan valores
similares al de la sudestada y se distribuyen en la región de Punta Piedras, entre
Montevideo y Punta del Este y en Playa Honda. La reducción de la concentración de los
tres trazadores en el área de Punta Piedras y su incremento entre Montevideo y Punta
del Este es consistente con una mayor extensión hacia el norte de la pluma de agua
dulce del estuario forzada por los vientos del sudoeste. La anomalía observada en la
región de Playa Honda, en la parte superior del estuario, sugiere una mayor extensión
hacia el norte de la influencia del agua del Paraná de las Palmas forzada por los mismos
vientos. Aunque la altura es máxima a lo largo de la costa uruguaya, el máximo efecto
sobre los trazadores se produce sobre el lado argentino. Esto resulta de la combinación
de la batimetría del estuario con la estructura de mezcla dentro del mismo de las aguas
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 91
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
de los diferentes tributarios. En la región de Playa Honda el estuario es somero, y por lo
tanto responde rápidamente a los vientos. Por lo tanto, en Buenos Aires, la señal
aumenta rápidamente durante el establecimiento de la tormenta. Luego de las primeras
12 horas, aunque la tormenta cede, la señal en los trazadores persiste, debido a que la
región está siendo reinvadida por el agua que había sido desplazada hacia el norte
durante el establecimiento de la tormenta. Al cabo de aproximadamente 5 días, en esta
localidad ha desaparecido toda señal atribuible a la misma. En La Plata, estas dos
escalas temporales se observan con mayor claridad. Durante el primer día se observa un
incremento de la concentración de aguas del Paraná de las Palmas y una disminución de
las aguas de los otros tributarios, como efecto directo de los vientos del sudoeste, que
fuerzan la pluma de agua dulce hacia el norte, mientras que durante los días
subsiguientes se observa el efecto contrario, como producto de la relajación de las aguas
que se habían acumulado del lado uruguayo. En Punta Piedras, el efecto es nuevamente
una reducción de la concentración de los trazadores de los tres tributarios como
producto del ingreso de agua marina que reemplaza el agua desplazada hacia el norte
por la tormenta. A lo largo de la costa uruguaya, la falta de una anomalía significativa,
pese al incremento de la elevación de la superficie libre producido por los vientos, se
puede atribuir a que a lo largo de esta costa la profundidad es en general mayor y las
aguas se encuentran mejor mezcladas.
En general para ambos escenarios de vientos intensos se observa que, aunque se
producen como resultado de la tormenta deformaciones en los campos, la identidad y
características generales de las plumas asociadas a los tributarios se mantiene. Aunque
el efecto de los vientos altera la composición relativa de las aguas de los diferentes
tributarios especialmente sobre la costa argentina durante la manifestación de los
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 92
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
eventos, éste pierde al cabo de aproximadamente una semana. No obstante, desde el
punto de vista de contaminantes, durante los eventos la afectación de la mezcla sobre
esa costa podría tener efectos significativos.
De las simulaciones realizadas para escenarios de invierno y verano y diferentes
caudales es posible obtener información acerca de los tiempos de tránsito y lavado de
las aguas en el estuario del Río de la Plata. Dado que las simulaciones fueron realizadas
con vientos estacionarios, los resultados en ese sentido no representan ninguna situación
en particular, pero proporcionan una aproximación válida a lo que puede esperarse en
promedio a lo largo de un tiempo razonablemente largo.
El tiempo necesario para que las aguas transiten el estuario depende no sólo de su
distancia a las fuentes sino también de la descarga continental, con una reducción
importante en los tiempos para escenarios de descarga alta y, recíprocamente, un
aumento significativo en los casos de descarga baja. No se observan diferencias
notables en los tiempos para iguales condiciones de caudal para las diferentes
estaciones, lo que es consistente con lo que se mostró previamente acerca de la
circulación. Es interesante notar además que las aguas del Paraná de las Palmas no
alcanzan puntos intermedios de la costa uruguaya excepto en condiciones de caudal
muy bajo. En condiciones medias de viento y caudal, las aguas del Paraná de las Palmas
tardan unos 3 días en llegar a Buenos Aires, mientras que las aguas del Uruguay y
Paraná Guazú-Bravo tardan 7 y 5 días, respectivamente. Para Montevideo y Punta
Piedras los tiempos son del orden de los 25 días.
La concentración no se estabiliza aún en 90 días de simulación bajo condiciones de
viento constante, lo que indica que en esa locación las condiciones de mezcla serán
siempre muy variables. En Montevideo los tiempos son del orden de los 60 días, lo que
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 93
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
indica que esta localidad estará también más expuesta a la variabilidad. Para un
escenario típico de descarga media, en Buenos Aires el tiempo de estabilización sería de
unos 20 días.
El tiempo de lavado de las aguas en las porciones superior y media del estuario es del
orden de 60 días bajo condiciones medias de caudal. Para caudales altos, este tiempo
puede reducirse a 30 días, mientras que para caudales bajos se incrementa a un orden de
90 días.
C. Simionato, V. Meccia, W. Dragani y M. Nuñez 94
Modelo HamSOM/CIMA: Circulación estacional y plumas de los
tributarios principales en el Río de la Plata
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