Incertidumbre en la estimación de la altura significativa espectral y el período energético en el modelado de propagación de oleaje - caso región de Valparaíso

Abstract

This contribution shows the need to quantify the uncertainty in the wave propagation modelling, a technique frequently used in coastal engineering projects. The magnitude and variability of the errors in estimates of the significant wave height and the energetic wave period was evaluated using modelling and measurements. The modelling of significant wave heights showed mean absolute relative errors between 8% and 14% with respect to measurements depending on which model and deep water wave boundary conditions (buoy measurements or hindcasting) were used. A more detailed analysis indicated that when hindcast data was used, mean errors reached up to 28%, and that for the highest wave heights (Hm0 > 3 m) the confidence decreased finding that the 95% approximate level for the absolute relative error reached up to 40%. Modelled energetic wave periods were generally over estimated and mean errors increased up to 34% when hindcast deep water wave data was used. The level of uncertainty found in this study indicate that in Chile it is necessary to have a long term wave database and a quantification of the accuracy in measurements and wave studies for wave power availability and coastal design assessments.Este trabajo aborda la necesidad de cuantificar la incertidumbre existente en las estimaciones de propagaciones de oleaje realizadas frecuentemente para proyectos de ingeniería marítima. Utilizando modelados y mediciones, se logró estimar la magnitud y variabilidad de los errores en las alturas significativas y períodos energéticos espectrales. Las alturas significativas espectrales modeladas presentaron, en general, una sobreestimación y errores absolutos relativos medios entre 8% y 14% respecto de las mediciones, dependiendo del modelo utilizado y de si la condición de borde correspondía a datos de oleaje en aguas profundas medidos u obtenidos de modelados globales de re-análisis. Cuando se utilizaron datos de re-análisis los errores alcanzaron valores medios de hasta 28% en los rangos de altura mayores (Hm0 > 3 m). La confianza de la predicción disminuyó, encontrando valores de hasta 40% para el error relativo absoluto para un nivel de confianza del 95% aproximado. Los períodos energéticos modelados presentaron también una sobrestimación general y un aumento en los errores de hasta un 34% en promedio, al utilizar oleaje en aguas profundas de re-análisis. Los niveles de error encontrados indican la necesidad de que en Chile se cuente con mediciones de oleaje de largo plazo y se cuantifique la precisión en las mediciones y estudios de oleaje para su aplicación en diseño de obras marítimas y en la evaluación del potencial energético undimotriz.