Se realizaron simulaciones numéricas del patrón de corrientes superficiales forzados por viento y marea en la bahía Ferrol – Chimbote, con el objetivo determinar la influencia de dichas forzantes, dando así un diagnóstico del patrón de corrientes que servirá como contribución a la evaluación de recambio de aguas y su influencia en el proceso de contaminación en la bahía. El modelo numérico empleado fue el Princeton Ocean Model, más conocido por la comunidad científica internacional como modelo POM. Las simulaciones realizadas fueron de carácter bidimensional, debido a que la bahía presenta características de aguas poco profundas, con una profundidad máxima de 30 metros dentro de la bahía. Se emplearon datos de batimetría y del perfil costero con alta resolución de las cartas de navegación de la Dirección de Hidrografía y Navegación (DHN), complementados con datos globales disponibles de bases de datos digitales (ETOPO2) e información de satélites. Para las simulaciones con viento, se empleó la climatología elaborada por el Internacional Research Institute (IRI). Para simular la corriente de marea, se empleó como forzante los principales constituyentes armónicos de marea obtenidos del modelo global TOPEX6.0, los cuales fueron comparados con las predicciones de marea publicadas en Internet por la DHN. Los resultados obtenidos, nos muestran la influencia del viento y la marea en la generación de corrientes, concluyendo que debido a la configuración morfológica de la bahía, la circulación que se presenta es muy lenta y que la marea ejerce mayor influencia en la circulación dentro de la bahía Ferrol, mientras que la influencia del viento es notoria fuera de la bahía.

Se realizó la modelación numérica de dispersión de contaminantes en la bahía Ferrol- Chimbote mediante el desarrollo de un modelo de dispersión basado en la ecuación de advección-difusión para representar el transporte de sustancias en la bahía Ferrol. El modelo fue desarrollado empleando métodos de diferencias finitas y funciona de manera acoplada con el modelo de circulación oceánica Princeton Ocean Model (POM). Previo a la modelación de dispersión en la bahía y con el modelo de dispersión desarrollado, se realizaron simulaciones de casos teóricos de dispersión ya conocidos con la finalidad de comparar los resultados del modelo numérico con las soluciones analíticas y con esto verificar las bondades de los esquemas numéricos propuestos. Para llevar a cabo la modelación de manera más realista aplicada a la zona de estudio, en primer lugar se realizó la modelación de la circulación en la bahía forzado con información de viento y marea de la zona de estudios, para esto se empleó el modelo POM con el que se obtuvo la caracterización de corrientes en la bahía a nivel superficial y subsuperficial. Se logró validar el modelo POM de manera adecuada para los cálculos de los niveles del mar, obteniéndose un coeficiente de correlación de 0.77, lo que indica un buen grado de aproximación entre lo modelado y observado. En cuanto a la validación de corrientes, debido a la poca disponibilidad de información tanto en cobertura espacial como temporal, no fue posible realizar una validación más detallada tal como se hizo para el nivel del mar. Sin embargo, los resultados de las corrientes modeladas indican que estas se encuentran en el mismo orden que las corrientes medidas en los diferentes estudios realizados en la bahía. Habiendo realizado la caracterización de la circulación, se procedió a ejecutar el modelo de dispersión para tres escenarios definidos, donde en el primero de ellos se contemplan las descargas dentro de la bahía (condiciones actuales) mientras que en el segundo y tercer escenario se evalúan las condiciones de dispersión para descargas que se pudieran ubicar fuera de la bahía como alternativas de descontaminación de la bahía Ferrol. Las sustancias modeladas fueron consideradas como “pasivas o conservativas” ya que no forman compuestos adicionales al reaccionar con el agua de mar. Para esto fue necesario recopilar información referente a las características del agua de mar de la bahía, siendo las sustancias a evaluar coliformes totales y aceites & grasas. Finalmente se observa que el modelo es una buena herramienta para el estudio de los fenómenos de dispersión y que debe de seguir siendo mejorado tanto en el aspecto matemático como en la investigación más profunda de los parámetros y coeficientes que intervienen en la modelación, para lo que se necesita una mayor disponibilidad de la información sobre la calidad de aguas. / Tesis