Logran pronosticar el flujo del crudo en los derrames

Última actualización: Miércoles, 14 de marzo de 2012

Tras la explosión de la plataforma Deepwater Horizon en 2010, torrentes de petróleo comenzaron a fluir en el Golfo de México. Para quienes intentaban contener el impacto ecológico del derrame, la gran pregunta era hacia dónde se dirigiría el crudo.

Derrame de crudo en el Golfo de México en 2010

Con herramientas matemáticas los investigadores pueden pronosticar cambios repentinos en el movimiento del crudo.

Un matemático en Canadá, George Haller y una oceanógrafa argentina en la Universidad de Miami, Josefina Olascoaga, unieron esfuerzos para aportar ahora una herramienta invaluable: una forma de pronosticar el curso de la contaminación en los océanos. Se estima que cerca de cuatro millones de litros de crudo fueron vertidos al Golfo de México tras la explosión, que mató once trabajadores. El pozo sólo logró sellarse tres meses después.

"En sistemas complejos como la atmósfera o los océanos, hay muchos rasgos que aún no comprendemos", explicó Haller, profesor de ingeniería en la Universidad McGill en Canadá. "En el pasado la gente atribuía estas características al caos o al azar, pero cuando uno examina los datos matemáticos comienzan a emerger patrones en el movimiento del aire y el agua".

Haller y Olascoaga utilizaron herramientas matemáticas para describir esos patrones conocidos Estructuras Lagrangianas Coherentes (Lagrangian Coherent Structures o LCS), cuyo nombre alude al matemático francés Joseph-Louis Lagrange.

"Todo el mundo ha oido hablar de la Corriente del Golfo, pero dentro de esos grandes movimientos de aire o agua hay patrones locales que guían el movimiento individual de las partículas. El flujo del océano es como el movimiento en una red de vías en una ciudad de mucho tráfico, pero las vías del océano son invisibles, se mueven y son además transitorias", dijo Haller.

"Como un gran mapa"

 Imagen gentileza Josefina Olascoaga

Pronóstico (en amarillo) del movimiento de crudo. "La información está ahí, pero es tan variable que es difícil verla a simple vista", dijo a BBC Mundo Olascoaga. Imagen gentileza Josefina Olascoaga.

Predicción matemática de una cola o dedo en el flujo del derrame días antes de que ocurriera (en color amarillo). El triángulo negro marca la ubicación del pozo, la mancha de color verde marca la extensión del derrame en el momento del pronóstico. and red arrow indicates the predicted location and direction of the elongation, commonly referred to as the "tiger tail instability".

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"Aunque se trate de un fenómeno invisible, imaginemos que estamos parados en un lago o un océano con un pie en agua fría y el otro en agua más caliente. Entonces habremos experimentado en algún lugar entre nuestros pies el movimiento de una Estructura Lagrangiana Coherente", explicó Olascoaga.

"El océano es como un gran mapa", señaló la profesora de la Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas y Atmosféricas en la Universidad de Miami.

"En general lo que se hace es mirar el campo de velocidad, es decir, cómo se mueve el océano. En las técnicas que estamos usando miramos cada partícula que forma el océano, es decir, cómo se mueve cada elemento del agua. Con esas trayectorias de movimiento de cada uno de esos elementos obtenemos un mapa donde podemos ver los distintos caminos que a simple vista no se ven", dijo Olascoaga a BBC Mundo.

La oceanógrafa venía ya utilizando herramientas matemáticas para estudiar, por ejemplo, el movimiento de las mareas rojas, como se denomina al crecimiento explosivo de microalgas.

"En las técnicas que estamos usando miramos cada partícula que forma el océano, es decir, cómo se mueve cada elemento del agua"

Josefina Olascoaga, Escuela Rosenstiel, Universidad de Miami

"Lo que es nuevo no es el uso de las Estructuras Lagrangianas Coherentes. Lo nuevo es que logramos identificar ciertas inestabilidades, es decir, cambios repentino en el patrón del contaminante, cuando por ejemplo en el caso del derrame el Golfo se formó una cola o dedo. Nosotos tratamos de identificar esos cambios repentinos con cuatro o cinco días de anticipación".

"Observamos que en este mapa podemos encontrar lo que, si habláramos en términos de calles y avenidas, serían rotondas o plazas, a donde llegan varias calles. Hay una gran avenida donde confluye todo y lo que hicimos fue encontrar estos puntos que dan la salida rápida del crudo y eso produciría los cambios repentinos".

Ceniza

Olascoaga aclara que el método tiene limitaciones, ya que no se incluyó aún, por ejemplo, la aplicación de dispersantes químicos ni las variaciones de viscosidad del agua o los hidrocarburos.

Pelícanos cubiertos por crudo

La explosión de la plataforma Deepwater Horizon causó la muerte de 11 trabajadores y vertió al mar cerca de cuatro millones de litros de crudo.

Los investigadores creen que el estudio será una herramienta útil para la toma de decisiones en caso de desastres en el futuro.

El método también puede aplicarse a otras situaciones del flujo de partículas contaminantes como las nubes de cenizas que resultaron de erupciones volcánicas en Islandia y tuvieron un gran impacto en el tráfico aéreo en Europa.

El trabajo de expertos en campos diferentes como Olascoaga y Haller apunta además a otro fenómeno creciente en el campo de la investigación.

"Puede ser que se estén acercando las distintas disciplinas. Antes eran campos más separados, pero ahora hay mucho trabajo interdisciplinario y colaboraciones. Yo he tenido la oportunidad de trabajar con biólogos, yo hago la parte de física y eso ayuda a un avance mucho más rápido".

El estudio de Olascoaga y Haller fue publicado en la revista de la Academia de Ciencias de Estados Unidos, Proceedings of the Nacional Academy of Sciences.

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