Si analizamos las cartas características de horas de permanencia
contra rumbos del viento dadas en las figuras 1 y 2 que representan el análisis para las observaciones de
un año (1989) y para la suma de los tres años que se poseen de esta estación (1989,
1992, 1993), vemos que de manera general su comportamiento tiene forma similar dado por
las siguientes características: los casos de horas de permanencia más frecuentes son de
1 y 2 horas, lo que representaría 3 y 6 horas consecutivas ya que las mediciones son
trihorarias, presenta dos zonas de máxima frecuencia para los rumbos del viento, una dada
por los rumbos entre ENE y el ESE (de mayor frecuencia) y otra entre SSW y el WSW. Para la
suma de todos los años los rumbos preferenciales son exactamente el ENE (mayor), y SSW.
Esto denota la influencia de los alisios y las brisas en esta zona de la costa sur a
diferencia de la distribución para la estación Casablanca (Álvarez, 1990)
donde el rumbo preferencial es el Este.
Si comparamos esta carta con las de la figura
3 que representa la estación Cienfuegos vemos que la carta característica de
Cienfuegos tiene gran parecido con la de Juraguá. Para Aguada el comportamiento es
similar aunque con zonas de máximo más suaves ya que está más alejada de la costa,
donde la brisa tiene menos preponderancia.
De manera general puede decirse que debe tenerse en cuenta para rumbos
entre el NE y el SE y entre Sur y el WNW la posibilidad de que el viento pueda estar
soplando hasta 6 horas consecutivas del mismo rumbo con la consecuente acumulación de
contaminantes arrastrados por el mismo en dirección contraria. En el caso del rumbo ENE
pueden existir valores mayores de horas de permanencia con frecuencia de cerca del 1%.
Por el parecido que en este aspecto tienen las estaciones de Juraguá y
Cienfuegos podría esta última ser usada para extrapolar análisis de este tipo a
Juraguá, tal vez con series más largas y confiables de datos que permitan análisis de
tendencia.
Si analizamos el comportamiento de las distribuciones de frecuencia por
horas de permanencia para la suma de casos de todos los rumbos (figuras 4 y 5)
podemos notar que las curvas de distintos años para la misma estación son muy parecidas
al igual que las curvas de la suma de todos los años para cada una de las estaciones en
estudio. De manera general son curvas que decrecen rápidamente a medida que avanzamos en
el eje de las horas de permanencia, el máximo está en 1 hora y después de las 5 horas
los valores son cero o muy pequeños. Esta forma sugiere un ajuste de funciones de rápido
decrecimiento como exponenciales negativas o geométricas de exponente negativo tal y como
se expresa en las ecuación (1) con coeficientes a
determinar. Realizando un ajuste para todos los años y todas las estaciones tenemos:
Frecuencia = 0.54 (horas de permanencia) -2.35
(4)
Si hacemos una correlación lineal entre los valores calculados por la
curva propuesta y los reales tenemos que el coeficiente de correlación más bajo es de
0.99 y el error standard mas alto de 0.0086. Además el término independiente de la recta
siempre se mantiene cercano a cero (el mayor es 0,0064) y su pendiente cercana a 1 (la
más alejada es 0,73). A pesar de las pequeñas diferencias, los valores pronosticados
siempre quedan un poco por encima de los reales, lo que constituye una ventaja para estos
casos donde se trabaja con medidas de máxima afectación. Los valores así obtenidos
pueden ser utilizados a la hora de analizar el aumento de la concentración de
contaminantes arrastrados por el viento independientemente de la dirección del viento.
Debe señalarse que a pesar de no mostrarse aquí, por brevedad,
también se realizaron los análisis anuales para las estaciones de Aguada y Cienfuegos y
presentaron un comportamiento similar al de la estación Juraguá: todos los años se
parecen entre si y por tanto tienen forma similar a las distribuciones para la suma de
todos los años.
De la misma forma que el estudio de la variable dirección del viento
nos permite analizar los sectores de mayor riesgo alrededor de un foco contaminante, la
variable rapidez del viento nos permitiría analizar el alcance del transporte. Un caso de
particular interés lo constituye el estudio de la permanencia de las calmas dadas aquí
por la clase cero (C0). Aquí las cartas de rapidez para un año y para la suma de los
tres años de la estación Juraguá (donde ponemos de ejemplo la figura 6) tienen características similares: los valores
de rapidez más frecuentes dados entre las clases C1 y C3 (vientos entre 1 y 15 km/h) con
un máximo en la clase C2 (entre 6 y 10 km/h) pueden tener frecuencias superiores al 1%
para 3 horas de permanencia (9 horas consecutivas). En comparación con las estaciones de
Aguada y Cienfuegos también se observa un comportamiento similar, aunque en Aguada las
calmas ganan una mayor representatividad y los valores de frecuencia para 3 horas de
permanencia, son inferiores. En general no abundan los valores de clases altas de rapidez
del viento, digamos superiores a la clase 9 (mayores que 45 km/h), ni de más de 6 horas
de permanencia (18 horas consecutivas). Las calmas que no poseen dirección, pueden
provocar grandes acumulaciones de contaminantes sobre el foco emisor durante un tiempo
dado, que al comenzar a soplar el viento pueden ser arrastradas en una dirección y a una
distancia dada y aumentar la concentración con respecto a la pronosticada si no se tiene
en cuenta este efecto llamado de acumulación. Es de notar que en las tres estaciones en
estudio las calmas tienen valores de frecuencia superiores al 1% para 3 horas de
permanencia (9 horas consecutivas), a excepción de Aguada donde se alcanza el 1%
aproximadamente para dos horas (6 horas consecutivas). Esto puede deberse a que gran
cantidad de las calmas ocurren durante la noche y la madrugada, horarios en que esta
estación no posee observaciones. Además podemos notar que aquí la frecuencia de
ocurrencia de las calmas es similar a las de las clases C1 y C2, máximas en las otras
estaciones.
Si analizamos las curvas de distribución de frecuencia contra horas de
permanencia para la suma de todas las clases de rapidez del viento en los tres años de la
estación Juraguá vemos que son casi idénticas. Aunque de manera general las curvas de
distribución de frecuencia contra horas de permanencia para la suma de todas las clases
de rapidez del viento en las tres estaciones en estudio (figura
7) tienen una forma parecida, presentan algunas diferencias; la curva de Juraguá
tiene una frecuencia menor para 1 hora de permanencia que las demás, pero, en
compensación, presenta valores de frecuencia más altos para las restantes horas. La
curva de Aguada es la que presenta mayor frecuencia en 1 hora y desciende rápidamente
para hacerse cero después de 5 horas (las razones de este comportamiento se analizaron ya
para la dirección del viento) y Cienfuegos presenta una posición intermedia entre
Juraguá y Aguada, pero más parecida a Juraguá. Esto nos hace proponer la siguiente
curva teórica resultado de ajustar los datos de las tres estaciones.
Frecuencia = 0.5 horas de permanencia -2.18 (5)
Para la rapidez del viento todos los ajustes particulares tienen
coeficiente de correlación 0,99 y la mayor de todas las desviaciones standard es de 0.01,
por lo que pueden considerarse buenos. Comparando los valores calculados por la curva
general propuesta con los reales a través de un ajuste lineal tenemos que con coeficiente
de correlación de 0.99 para todos los conjuntos y mayor desviación standard 0,015 todas
las pendientes son cercanas a 1 y los interceptos casi cero. En el caso de esta variable,
al igual que para la dirección del viento, los valores pronosticados son siempre (con
excepción de Aguada) un poco mayores que los reales, lo que ayuda a determinar
condiciones de máxima afectación. El caso del ajuste para la estación Aguada aunque no
tan alejado de los valores reales, está afectado por la falta de mediciones en horarios
de la noche y madrugada, lo que hace que después de las 5 horas de permanencia los
valores sean cero y la curva sea un poco diferente a la de las otras estaciones.
Un aspecto importante a considerar sería la dirección del viento de
salida de la calma, ya que nos daría una probabilidad climatológica del lugar hacia
donde pueden moverse las acumulaciones de contaminantes. Aunque puede parecer poco precisa
esta dirección para un análisis hecho con datos trihorarios, de un estudio comparativo
realizado por los autores para la estación Casablanca (Álvarez, 1999), donde se poseen
datos horarios y por ende trihorarios para 32 años, se concluyó que las distribuciones
de rumbos y clases de rapidez del viento de salida de la calma para ambos regímenes de
observación, eran prácticamente similares. Por esta razón se elaboró una carta
característica donde se representa la ocurrencia de casos de cantidad de horas de
permanencia contra rumbos de salida de la calma, que para la estación Juraguá puede
verse en la figura 8. Aquí se observa que el mayor número de casos está entre 1 y 2
horas de permanencia de calmas (3 a 6 horas consecutivas), para los rumbos de salida entre
el NE y el E, con un máximo en el ENE y otros máximos aunque mucho menores que los
anteriores, en cuanto a número de casos en el ESE y el SSW. Este mismo análisis para las
estaciones de Cienfuegos y Aguada arrojaron configuraciones similares aunque con algunas
particularidades. Cienfuegos que es la que más se parece a Juraguá, tiene el máximo
absoluto de ocurrencia un rumbo más a la derecha (Este) y un máximo relativo también
rodado un rumbo a la derecha (SW), pero con ocurrencia máxima para dos horas de
permanencia (6 horas consecutivas). Aguada se encuentra en una posición intermedia entre
Juraguá y Cienfuegos en cuanto a lo del máximo absoluto de ocurrencia (entre el ENE y el
Este) y presenta otro máximo relativo en el Sur, las horas de permanencia más frecuentes
están entre la 1 y las 2 horas, aunque en general en esta estación el número de casos
es menor debido a la falta de mediciones en horarios de la noche. En todo caso para este
tratamiento se recomendaría trabajar con los datos de la estación Juraguá.
El análisis particularizado de las horas de permanencia contra clases
de rapidez del viento de salida de las calmas es, a diferencia del análisis para los
rumbos de salida, similar para las tres estaciones en estudio (ver figura 9 para el caso de Juraguá). La zona de máxima
ocurrencia está dada para las clases C1 y C2 (entre 1 y 10 km/h) por el eje de las clases
de rapidez y para 1 y 2 horas de permanencia (3 y 6 horas consecutivas) por el eje de las
horas de permanencia.
De manera general, el uso de la permanencia de la dirección y la
rapidez del viento puede ayudar a una mejor predicción de las concentraciones máximas de
contaminantes arrastrados por el viento en una dirección dada y a una distancia
específica del centro emisor, tanto en el caso del estudio de las calmas asociadas al
llamado efecto de acumulación, como a la cantidad de horas consecutivas que una sustancia
contaminante emitida desde un foco puede estar afectando a un lugar dado, sobre todo en el
caso de sustancias que tengan un efecto aditivo, por lo que sería recomendable tener en
cuenta este factor tanto de forma general, como por rumbos y clases de rapidez del viento
en las ecuaciones de pronóstico.
