Seminario Energías renovables no convencionales en el mar

Este artículo se ha publicado en la revista Journal of Marine Science and Engineering. El trabajo - traducido como Modos de falla estructural de casas de madera de un solo piso bajo cargas de tsunami usando el método EGLA del ASCE - fue desarrollado por el ahora Ingeniero Civil Darko Otey y contó con el apoyo del Profesor Juan Carlos Vielma, de la PUCV, y el Dr. Patricio Winckler, académico de nuestra Escuela e investigador COSTA-R.

El estudio analiza cómo respondieron las casas de madera al tsunami del 27 de febrero de 2010 en San Juan Bautista, una ciudad insular en el Océano Pacífico.

Resumen:

La respuesta estructural de las casas de madera se estudia utilizando el método EGLA (Energy Grade Line Analysis) del código ASCE 7-22. A partir del EGLA se calculan las profundidades y velocidades del flujo en función de la topografía y el runup medido en terreno. Para comprender la respuesta estructural en la zona inundada, se calculan reacciones y desplazamientos en seis posiciones cada 50 m de la costa. Las casas se modelan utilizando el software Robot, considerando cargas vivas y muertas bajo el Load and Resistance Factor Design (LRFD). Los resultados muestran que las viviendas ubicadas cerca de la costa experimentan colapso debido a una combinación de fuerzas hidrodinámicas, arrastre y flotabilidad, lo que reduce significativamente la eficiencia del anclaje de los cimientos. Las estructuras alejadas de la costa están expuestas a velocidades bajas, lo que resulta en una tendencia a flotar. La metodología se valida aplicando un análisis no lineal de las estructuras. A pesar de su resistencia sísmica, las casas de madera no son adecuadas para zonas propensas a tsunamis, por lo que un diseño resistente a los tsunamis debería considerar materiales más resistentes y la reubicación de estructuras ligeras en zonas seguras. 

Usando un modelo de cálculo de flujo y un software de análisis estructural, se evaluó el impacto del tsunami en viviendas ubicadas a distintas distancias de la costa. Los resultados muestran que las casas cercanas al mar sufrieron graves daños, desplazamientos y colapsos debido a la fuerza del agua, el arrastre y la flotabilidad, lo que debilitó sus cimientos. En cambio, las casas más alejadas experimentaron menos daño estructural, aunque tendieron a flotar. El estudio concluye que, aunque las casas de madera pueden resistir terremotos, no son adecuadas para zonas de tsunami. Se recomienda usar materiales más pesados y resistentes en áreas de riesgo y reubicar estructuras ligeras en zonas seguras.

El enlace es el siguiente:

https://www.mdpi.com/2077-1312/13/3/484

Es el título del artículo publicado en la prestigiosa revista Coastal Engineering.

El trabajo fue desarrollado por María Fernanda Estrada como parte de su Magíster en Ingeniería por la PUC, y fue coescrito con los académicos Rodrigo Cienfuegos de la UC, Patricio Catalán de la UTFSM, el investigador de CIGIDEN Alejandro Urrutia y el académico de nuestra Escuela de Ingeniería Oceánica e investigador COSTA-R. Patricio Winkcler.

El resumen del artículo es el siguiente:

Se implementa y evalúa un modelo simplificado que utiliza perfiles topobatimétricos para generar mapas de inundación de tsunamis. El enfoque es una modificación de un método simple (Energy Grade Line Analysis, EGLA) para estimar la inundación de tsunamis, que se encuentra disponible en el código de diseño ASCE/SEI 7-22. La innovación consiste en utilizar el método desde mar a tierra y, en forma iterativa converger a una solución de manera muy eficiente. Por ello, hemos denominado a este método extendido como Forward Energy Grade Line Analysis. FEGLA podría ser utilizado para mejorar la evaluación de amenaza de tsunamis, que en aplicaciones de ingeniería y evacuación se efectúa para uno o pocos escenarios (enfoque determinístico), a un análisis probabilístico que rescata de manera mucho más elaborada la física de la fuente sísmica y los procesos de propagación de tsunamis a la costa.

La metodología modificada se implementa en tres ciudades costeras del centro de Chile (Viña del Mar, Valparaíso y Cartagena-Las Cruces) y se compara con 5400 simulaciones de tsunamis obtenidas mediante un modelo (más complejo pero costoso) basado en las ecuaciones no lineales de onda larga SWE. El parámetro de calibración del FEGLA se basa en el número de Froude, para el cual se prueban tres parametrizaciones y un rango de valores. Los resultados muestran que las diferencias en la estimación del área de inundación entre FEGLA y SWE son tan bajos como el 4%, pero su ejecución demora una mínima fracción de tiempo. Por ende, FEGLA ofrece costes computacionales reducidos en comparación con simulaciones completas de tsunamis, e incluso bajo los necesarios para entrenar otros modelos sustitutos mediante el aprendizaje automático.

El enlace para acceder al artículo es el siguiente:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378383924002217

Este artículo se ha publicado en la revista Natural Hazards. El estudio-traducido como Marejadas del Pacífico Norte de finales de diciembre de 2024 en las costas de América del Sur - investiga el origen de las intensas marejadas originada por sistemas meteorológicos persistentes en el Océano Pacífico Norte que afectaron las costas del Pacífico de América del Sur a finales de diciembre de 2024. Además, analiza la propagación e impactos a lo largo de las costas sudamericanas, situando el evento dentro de un contexto climatológico más amplio.

El trabajo es fruto de una colaboración de los profesores de la Escuela de Ingeniería Oceánica de la Universidad de Valparaíso Patricio Winckler, quien además es investigador de los Centros CIGIDEN y COSTAR-UV, y Sebastián Correa, quien además es el encargado del Sistema de Alerta de Marejadas (Marejadas UV), así como de René Garreaud, de la Universidad de Chile y Matías Carvajal, de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.

Se puede acceder al artículo en el siguiente enlace: 

Resumen del trabajo:

A finales de diciembre de 2024, intensos oleajes originados por sistemas meteorológicos persistentes en el Océano Pacífico Norte afectaron las costas del Pacífico de América del Sur. Este estudio investiga su origen, propagación e impactos a lo largo de las costas sudamericanas, situando el evento dentro de un contexto climatológico más amplio. El análisis abarca desde el 15 de diciembre de 2024 hasta el 15 de enero de 2025, con un enfoque en los oleajes extremos ocurridos a finales de diciembre. Para evaluar el evento a escalas regional y local, integramos datos de mareógrafos, boyas de oleaje, reconstrucciones históricas de oleaje y evidencia anecdótica de medios en línea. Nuestros hallazgos indican que estos oleajes fueron extremos tanto en términos de la fuente del viento como de las características de las olas en todo el Océano Pacífico. Una disminución latitudinal en la altura de las olas cerca de la fuente fue acompañada por un aumento progresivo en los períodos pico debido a la dispersión en frecuencia, alcanzando casi 25 segundos en la costa oeste de América del Sur. Si bien los registros del nivel del mar mostraron en general residuos no mareales pequeños, algunos mareógrafos experimentaron anomalías inusualmente grandes atribuidas a condiciones locales. El evento causó cuatro muertes en Ecuador y Chile, junto con inundaciones generalizadas, graves daños a la infraestructura, erosión de playas y cierres de puertos. Las áreas más afectadas fueron aquellas con poca o ninguna protección contra oleajes del noroeste, donde la protección natural contra los oleajes predominantes del suroeste había respaldado históricamente el turismo, la industria y la pesca. Nuestros resultados destacan que, si bien estos oleajes de largo período son altamente predecibles, sus impactos siguen siendo inevitables debido a la creciente exposición de las comunidades costeras.

Es el título del artículo publicado en la prestigiosa revista Marine Geology. El trabajo, traducido en forma gruesa como: Evidencia geomorfológica de huracanes a partir del análisis de huracanolitos en la costa cubana, fue desarrollado por Pedro Dunán-Avila como parte de su doctorado en la Université de Bretagne Occidentale, y contó, entre muchos autores de Francia, Alemania y Cuba, con la coautoría del Ingeniero Civil Oceánico Jean Pierre Toledo (y candidato a Doctor en Acuicultura) y Patricio Winckler, académico de nuestra Escuela de Ingeniería Oceánica e investigador COSTA-R.

El paper describe cinco huracanolitos ubicados en varios sitios de la costa cubana, y evalúa si su ubicación tierra adentro podría explicarse por la ocurrencia de huracanes (de ahí el nombre que llevan estas rocas de grandes dimensiones). Para ello, se caracterizan los huracanolitos (geometría, volumen, peso), se establecen los posibles sitios de procedencia en el lecho marino colindante y, mediante formulaciones empíricas existentes, se evalúa si las velocidades asociadas al oleaje generado por los huracanes es suficiente para arrancarlas del lecho marino. Este es el primer paper sobre la materia, y será complementado por un segundo paper basado en una estimación más fina del campo de velocidades en los sitios analizados.

El enlace al artículo es el siguiente:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0025322724002226