Transferencia espacial de datos de viento. Aplicación a la duna de Valdevaqueros (Cádiz)

Abstract

Los pronósticos de viento están ampliamente desarrollados debido, por un lado, al crecimiento de la energía eólica, pero también a otras aplicaciones, como las previsiones de escenarios a largo plazo sobre los efectos del calentamiento global. En general, ha habido grandes desarrollos en los modelos de circulación global (GCM) que informan sobre escenarios futuros a gran escala, pero la transferencia espacial del viento a escala local es un problema no resuelto totalmente. Debería ser posible estimar los vientos en el campo cercano con cierta precisión, lo cual es interesante para aspectos como el efecto del viento incidente en parques eólicos, sobre una duna en movimiento o el viento que sopla en un puerto. Por lo tanto, una ecuación de transferencia de viento basada en datos a escala local es necesaria, ya no para el pronóstico, sino para la propagación espacial del campo de viento entre dos puntos, conocidos los datos en uno de ellos. Los sistemas dunares playeros han sido sometidos a numerosos estudios e investigaciones (Kawamura, 1951; Tsoar, 1994; Fages-Antiñolo et al., 2007; Smyth, 2016). En este campo, son muchos los modelos realizados de patrones de vientos incidentes sobre dunas tanto en una como en dos dimensiones (Kroy et al., 2002; Parteli et al., 2009). Además, también se ha estudiado de forma significativa la relación entre estos vientos y la clasificación granulométrica (Navarro et al., 2011) de los materiales que componen la duna o cuál es el avance (Navarro et al., 2015) de la misma para diferentes sistemas dunares playeros a lo largo del Mundo. Otra vertiente de estos estudios se centra en cuantificar el flujo de partículas movida por un campo de vientos con una dirección predominante (Navarro et al., 2011). La prolífica investigación sobre todos los parámetros que intervienen en una duna costera como la granulometría de las arenas, trasporte de sedimentos en la duna, estratificación de tamaños en la misma está basada principalmente en grandes campañas que permitan medir el viento in situ, así como el transporte asociado a dicho campo de vientos. Así, se plantea la necesidad de una herramienta que, usando los datos disponibles de campañas in situ, permita obtener el viento real actuante en el sistema dunar a partir de datos de viento registrados en estaciones meteorológicas cercanas. Se trata de obtener una expresión matemática que transfiera espacialmente las series de datos de viento medidas en estaciones próximas o relativamente próximas, pero no ubicadas en el propio cordón dunar (Martinez-Garcia et al., 2021). Cabe señalar que las técnicas de reducción de escala estadística, conocidas por su acepción inglesa statistical downscaling (SD) o downscaling estadístico son adecuadas para su aplicación como inferencia estadística a pequeña escala. Por lo tanto, una vez revisados los métodos y técnicas actuales utilizados y las diferentes metodologías, e identificar las ventajas, desventajas o limitaciones de los modelos actuales a escala local, se propone una función de transferencia basada en datos locales que se pueda desarrollar de manera fácil y precisa. Esta ecuación se ha determinado utilizando diferentes métodos de regresión y la teoría del perfil del viento. Esta tesis establece una metodología para lograr una función de transferencia de viento para aplicaciones locales (Martinez-Garcia et al., 2023). Para ello, utilizamos datos de una campaña de medición de vientos en campo y de una estación meteorológica cercana. Estos datos fueron analizados y comparados. Una combinación del perfil del viento y la técnica de reducción de escala estadística formaron la base de esta investigación. Para aclarar el procedimiento, se aplicó la metodología propuesta a la Duna Litoral de Valdevaqueros con el fin de desarrollar una función de transferencia utilizando series temporales de datos de la estación meteorológica ubicada en Tarifa.