SISTEMA DE MONITOREO COSTERO HORUS: APLICACIÓN EN LA GESTIÓN DEL RIESGO POR

EROSIÓN E INUNDACIÓN EN CARTAGENA

Andrés Osorio Ph.D.1 , Raúl Medina 2, Cristian Ortiz1, Sebastian Múnera1, César Cartagena1, Juan Camilo Pérez1, Alejandro Henao1 Maira Romero1 Juan Osorio1

Natalia Mesones1

1. Grupo de Investigación en Oceanografía e Ingeniería Costera (OCEANICOS).Escuela de Geociencias y Medio Ambiente. UNAL, Sede Medellín.

2. Instituto de Hidráulica Ambiental de la Universidad de Cantabria IH Cantabria. Santander-España

Medellín, Noviembre de 2011

Universidad de Cantabria

ÍNDICE1. Justificación2. Sistemas HORUS3. HORUS Cartagena4. Procesamiento5. Gestión de la Costa6. Conclusiones

GRUPO OCEANICOSGrupo de Investigación en Oceanografía e Ingeniería CosteraUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

-Oceanografía Física Geológica Operacional (derrames de hidrocarburos)

-Ecosistemas marinos Estuarios Manglares Arrecifes

-Modelamiento matemático Hidrodinámica Calidad de aguas Modelamiento de estuarios

-Gestión costera

-Clima Cambio climático Clima marítimo

-Ingeniería portuaria

-Ingeniería de Costas Procesos Costeros Obras costeras

-Ingeniería portuaria

GRUPO OCEANICOSGrupo de Investigación en Oceanografía e Ingeniería CosteraUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

PhD. Andrés Fernando Osorio Arias – ING. COSTAS Y PUERTOS

PhD. Francisco Mauricio Toro Botero - MODELAMIENTO

PhD. Jaime Ignacio Vélez Upegui – HIDROCLIMA Y GESTIÓN

PhD. Germán Poveda Jaramillo - CLIMA

PhD. Gladys Rocío Bernal Franco - OCEANOGRAFÍA

PhD. Ligia Estela Urrego Giraldo – ECOSISTEMAS

PhD. Jaime Henning Polanía Vorenberg – ECOSISTEMAS

PhD. Evelio Andrés Gómez Giraldo - MODELAMIENTO

PhD. Veronica Botero – TELEDETECCIÓN Y SIG

PhD. Carlos David Hoyos – MODELAMIENTO ATMOSFERICO

PhD. Clara Villegas –VALORACION ECONOMICA

IGNORANCIA EN LOS PROCESOS COSTEROS

INTRODUCCIÓN

DEFENSA DE COSTA

NAVEGACION

USO TURISTICO

PROBLEMAS DE GESTIÓN El vídeo permite seguimiento con mayor resolución espacial y temporal

Una adecuada gestión de las zonas costeras requiere contar con herramientas y datos para poder tomar decisiones sobre el territorio, sus recursos y sus usos.

INTRODUCCIÓN

Turismo: motor económico

INTRODUCCIÓN

Perfil Playa- 3DPlanta

O(km s)

Escala espacial y tem poral de los procesos en la planta

t(Años)

t (años)

Perfil Playa- 3DPlanta

O(100) m

Escala espacial y temporal de los prcesos en el perfil

t(días - meses)t (dias - meses)

ESCALAS DE TRABAJO

INTRODUCCIÓN

Sensores de medición de oleaje

GPS y Ecosondas

VS (Teledetección, Fotogrametría, LIDAR)

VÍDEO (alta resolución y economía)

COMPARACIÓNINTRODUCCIÓN

• Longitud de onda • Celeridad de la onda• Dirección del oleaje• Periodo del oleaje

Playa húmeda

Rotura del oleaje

Línea de costa

Vegetación Dunar

¿Por qué video?INTRODUCCIÓN

u

vy

x

z

INTRODUCCIÓNCuantificable?

OBJETIVO: El desarrollo de INDICADORES Y METODOLOGÍAS basadas en imágenes de VIDEO que ayuden a los GESTORES en la PLANIFICACIÓN de los recursos y en la TOMA DE DECISIONES

ENTIDADES EJECUTORAS:

FINANCIADO:

SISTEMA HORUS

• Convenio de cooperación entre UNAL y UNICAN.

• Plataforma de código abierto.

• Matlab.

• Manejo de bases de Imágenes y datos complementarios.

• Cuatro estaciones de monitoreo.

• Sistema modular basado en toolbox

SISTEMA HORUS

ESQUEMA GENERAL

SISTEMA HORUS

SISTEMA CAPTURA

SISTEMA HORUS

Tipos de imágenesInstantánea

Promedio

Varianza

SISTEMA HORUS

SISTEMA HORUS

Timestacks

Rectificación (Modelo Pinhole)

PROCESAMIENTO

fusión

PROCESAMIENTO

Fusión y Rectificación

PROCESAMIENTO

La olas invernales cada vez más frecuentes y los efectos del cambio climático han ocasionado grandes cambios a nivel de la zona costera generando gran perdida de sedimentos en playas y daño a las estructuras de protección.

Los frentes fríos en algunas épocas del año generan también fuertes cambios en estas zonas.

HORUS Cartagena

Campañas de campo.

•Estación meteorológica instalada.

•Equipos de medición de última tecnología.

•Zona de estudio y ubicación de sensores

HORUS Cartagena

Información secundaria IDEAM y del CIOH para noviembre y diciembre de 2010

Mareas máximas y mínimas observadas durante Noviembre y diciembre en Cartagena, estación mareográfica del- CIOH. Fuente(http://www.cioh.org.co/meteorologia)

HORUS Cartagena

Información secundaria IDEAM y del CIOH de Oleaje.

Rosa de Oleaje de Boya virtual para 2010, Fuente CIOH.

Serie de datos para de oleaje 2010, Fuente CIOH.

Oleaje de Boya virtual para 2010, Fuente CIOH.

HORUS Cartagena

RESULTADOS

Variación de línea de Costa Retroceso

Línea de costa con el mismo nivel de marea y perfiles de playa

Evolución de las distancias asociadas a un mismo nivel de marea astronómica para las cámaras y los perfiles 1(a), 2(b) y 3(c).

RESULTADOS

Análisis Espectral de Fourier

Tp=8seg

OndaInfragravitatoriaT=64seg

Boya BarranquillaFuente: CIOH

HIDRODINÁMICATimestack

HIDRODINÁMICATimestack

Resultados y Discusión

Oleaje en las playas de Bocagrande

Bocagrande Enero 01 de 2010

Bocagrande Diciembre 5 de 2010

Bocagrande Diciembre 14 de 2010

Bocagrande Marzo 8 de 2010

Bocagrande Abril 6 de 2010

Bocagrande Mayo 13 de 2010

Variación de la línea de Costa en Bocagarande (vídeo)

Febrero de 2010 a Enero de 2011

RESULTADOS

OLEAJE: Hs: 3.45 m, Tp: 5.28 s, Dir: NE

Resultados de modelaciones en propagación de oleajes y corrientes, del temporal ocurrido en entre el 6 y el 9 de marzo de 2010 (Dir NE)

RESULTADOS

Resultados de modelaciones en propagación de oleajes y corrientes, para la dirección NE (izq) y NW (der). Determinación de condiciones caracteristicas del sistema

RESULTADOS

GESTIÓN DE LA COSTA (morfología y usos)

Objetivo estratégico

3. Intervención 4. Evaluación final

Objetivo operacional

1. Indicador de Costa (CSI)

2. Evaluación del indicador de ref.

“Manterner la línea de costa según sus usos ”

“Asegurar que el ancho de playa se conserva dentro de los límites y que sus densidades de uso no superan su capacidad de carga”

Regenar playas o dragar

Conocimientos previos:

VIDEOPosición de la línea

Distribución de usuarios

CSI de referencia

Límites de la línea de costa

CSI actual

Los sistemas de monitoreo permiten el apoyo a una mejor decisión en la gestión costera, y aquí se ha demostrado su importancia y utilidad.

La recolección de información en campo es de vital importancia para cualquier estudio, por eso se hace necesario un monitoreo constante y una toma de datos continua.

Es necesario evaluar todos los escenarios posibles para una mejor solución al problema.

Las alternativas de solución deben estar guiadas bajo un concepto que protejan el ecosistema costero, y que su impacto ambiental sea mínimo.

CONCLUSIONES

El proyecto HORUS Cartagena ha servido como punto de inicio en el diseño de un sistema robusto, amplio y flexible para el estudio de problemáticas ambientales a través de cámaras.

Cartagena es el primero de varios sitios de monitoreo que se implementaran en el portal WEB en el futuro cercano.

Las tecnologías basadas en sistemas de vídeo (y en casi cualquier sensor remoto) son auxiliares al uso de información instrumental para su calibración, validación y complementariedad. A su vez, éstas poseen grandes ventajas como su alta frecuencia de muestreo, capacidad de largas series de datos y sus bajos costos comparados con los sistemas tradicionales.

CONCLUSIONES

MUCHAS GRACIAS!!!

PREGUNTAS?

www.horusvideo.com