Introducción
⌅En la zona marina ubicada al sur de la provincia Artemisa, y que forma parte de las aguas del noroccidente y norte-centro del golfo de Batabanó (Figura 1) se realizan muestreos y cálculos con el objetivo de obtener la caracterización y estimación del movimiento del agua en su litoral costero.
Considerando que existen varios trabajos históricos sobre las características del golfo de Batabanó se incluye en la introducción un resumen de estos conocimientos, que son complementados con los resultados presentados más adelante; los cuales actualizan dichos conocimientos, ya que brindan nuevos detalles de la circulación marina litoral dentro de este cuerpo de agua.
El golfo de Batabanó o plataforma Suroccidental se encuentra ubicado en la región Suroccidental de Cuba. Limita al Norte con el litoral costero de las provincias de Pinar del Río, Artemisa, Mayabeque y Matanzas; al Este, con el golfo de Cazones; al Oeste con la provincia Pinar del Río; y al Sur, con el archipiélago de Los Canarreos (Figura 1). Esta zona, está rodeada por uno de los mayores humedales del Mar Caribe. Estos ecosistemas tienen una notable importancia ecológica-económica, por su alto potencial productivo, además de servir de refugio a muchas especies de interés comercial, sobre todo en su estado juvenil como la langosta común y camarones Además, se encuentra en la región cubana de mayor incidencia de fenómenos atmosféricos peligrosos, siendo frecuente el paso de tormentas tropicales e intensos huracanes por sus aguas o muy cerca de estas.
En el golfo de Batabanó el régimen de viento habitual se somete a la combinación de la circulación de brisas con los alisios. Predomina el buen tiempo, con vientos del tercer al cuarto cuadrante y velocidad media de 3,0 a 3,5 m/s.
En el golfo de Batabanó se encuentran bien definidos los períodos de lluvia (de mayo a septiembre) y poco lluvioso (de noviembre a marzo), con máximos de hasta 154,0 mm y mínimos de 32,8 mm.Las temperaturas del aire máximas medias se comportan por encima de los 30,0 °C durante el período lluvioso. En los meses del período poco lluvioso las temperaturas máximas medias promedian 26,5 °C. Durante abril y octubre (meses de transición) este parámetro tiene un valor promedio de 29,5 °C. Además, es la zona de la plataforma insular cubana azotada con mayor frecuencia por intensos eventos meteorológicos (Hernández y col., 1998, Resumen Climático, 1991).
El análisis estadístico de las series de tiempo de temperatura superficial del mar de más de diez años de duración, obtenidas a partir del procesamiento de imágenes satelitales (Hernández y col., 2005Hernández M., L. Rodas, L. Arriaza, J. Simanca, S. L. Lorenzo, S. Cerdeira, E. O. Linares y A. Morales (2005 b): Características y pronóstico de la circulación de las aguas de las plataformas Suroccidental y Noroccidental y de su influencia sobre la distribución espacio - temporal de la temperatura y la salinidad mediante la modelación numérica. Informe de resultado del proyecto Desarrollo de métodos y tecnologías para el pronóstico de procesos oceanográficos en la plataforma insular cubana. Archivo Científico de la Agencia de Medio Ambiente (AMA), del Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente de Cuba (CITMA). 160 pp.), permitió establecer que la amplitud máxima de sus variaciones en el golfo de Batabanó fue superior a 11,0oC, siendo en las zonas oceánicas adyacentes ligeramente mayor de 5o C. Los valores extremos máximo (31,42oC) y mínimo (19,78oC) se registraron en la parte oriental del golfo de Batabanó. La citada fuente refiere que, a causa de la presencia de los frentes fríos se produce casi siempre un descenso en la temperatura superficial del mar, que puede alcanzar los 3,0 ºC, como ocurrió en 1996 en presencia de un frente frío fuerte. Con menor frecuencia la temperatura se eleva antes de la entrada de los frentes, lo cual puede estar asociado a la influencia de vientos del Sur.
Las mediciones instrumentales del nivel del mar realizadas en el golfo de Batabanó señalan que hacia su interior predominan las variaciones no periódicas (Hernández y col., 2005Hernández M., A. Hernández, L. Arriaza, J. Simanca, S. L. Lorenzo, S. Cerdeira, L. Rodas, G. Díaz, I. Hernández, O. Marzo, J. L. Chang, A. Oviedo y H. M. Alfonso (2005 a): Estimación de la tasa de incremento del nivel medio del mar a partir de mediciones directas y evaluación de su impacto en el Golfo de Batabanó y en la Península de Zapata. Proceedings de Geociencias 2005. Sociedad Cubana de Geología. 5 al 8 de abril del 2005. Palacio de las Convensiones. La Habana. Cuba. ISBN 959-7117-03-7. ), de carácter meteorológico, sobre las oscilaciones periódicas de la marea y solo en períodos de calma eólica se puede observar una curva de marea definida y de pequeña amplitud que no supera los 25 cm (Rodríguez y Rodríguez, 1983Rodríguez J. y J. Rodríguez (1983): Las mareas en las costas cubanas. Rep. Invest. No 8. Instituto de Oceanología. ACC.). En las cayerías ubicadas al sur, el carácter de la marea es mixto, semidiurno e irregular con amplitudes promedio para la marea mayor de cada día de 25 a50 cm y amplitudes promedio de la marea menor de cada día inferior a 20 cm. La amplitud promedio de marea, resulta por lo general, inferior a 25 cm (Rodríguez y Rodríguez, 1983Rodríguez J. y J. Rodríguez (1983): Las mareas en las costas cubanas. Rep. Invest. No 8. Instituto de Oceanología. ACC.; Viamontes, 1990Viamontes F.J. (1990): Carretera turística desde Punta del Este hasta Cayo Largo del Sur, Informe Científico - Técnico de las 1ra, 2da y 3ra etapas. Instituto Cubano de Hidrografía. Archivos de GEOCUBA, Estudios Marinos. La Habana, Cuba. 240 pp.).
Corrientes marinas en el golfo de Batabanó
⌅En el golfo de Batabanó, el movimiento neto del agua es de este a oeste, con velocidades que no exceden los 10,0 cm/s (Blázquez y col. 1982Blázquez L y E. Romeu (1982): Contribución al estudio de la circulación general del Golfo de Batabanó. Zona B. Reporte de Investigación. No 1. Instituto de Oceanología. ACC. La Habana, Cuba, 34 pp. 1-33. ). Las corrientes marinas son de mayor intensidad y de mayor variabilidad direccional en la frontera abierta que en su interior. Resultan particularmente más intensas durante el flujo y el reflujo (hasta 48,9 cm/s y 50,2 cm/s, como promedio, respectivamente). El movimiento de sus aguas presenta singularidades como un giro anticiclónico al oeste de la Isla de La Juventud y divergencias en la circulación a la entrada de la ensenada de La Broa (Arriaza y col., 2006Arriaza L., D. E. Milian, L. Rodas y J. Simanca (2006 a): A basis for Enviromental Monitoring in the Gulf of Batabanó applying hydrodynamic simulations, Contribution to the Education and Environmental Protection, Vol. 7, ISBN 979-7136-43-0.).
Al sur del golfo persisten varias entradas y salidas de agua, con velocidades entre 3,0 y 4,7 cm/s, esto está estrechamente relacionado con la variabilidad direccional de la circulación oceánica adyacente (Simanca y col., 2003Simanca J., O. Ramírez, L. Fernández (2003): Corrientes marinas al S del Golfo de Batabanó. V Congreso de Ciencias del Mar, MARCUBA. ), que presenta remolinos tanto ciclónicos como anticiclónicos, que se trasladan por las aguas ubicadas a cientos de metros esta plataforma. Las intensidades de las corrientes marinas en las aguas oceánicas al sur del golfo de Batabanó pueden alcanzar desde 40,0 hasta 80,0cm/s. Las mayores intensidades en la proximidad de la plataforma se presentan al sureste (Viamontes, 1990Viamontes F.J. (1990): Carretera turística desde Punta del Este hasta Cayo Largo del Sur, Informe Científico - Técnico de las 1ra, 2da y 3ra etapas. Instituto Cubano de Hidrografía. Archivos de GEOCUBA, Estudios Marinos. La Habana, Cuba. 240 pp.; Simanca, 2004Simanca J. (2004): Análisis de las Características Estadísticas y Espectrales de las Componentes Periódicas y no Periódicas de la Corriente Sumaria en la Periferia Acuática del Golfo de Batabanó, Tesis de maestría especialidad de Análisis Ambiental.; Lorenzo y col., 2007Lorenzo-Sánchez; Sergio L., L. Rodas; L. Arriaza; M. Hernández, A. Morales y J. Viamonte (2007 b): Espaciocartas sobre la circulación general de las aguas en las plataformas Noroccidental, Suroccidental y Suroriental de Cuba. Informática 2007. ISBN 978 959 285 002-5.; figura 2).
Materiales y métodos
⌅Para la medición de corrientes marinas (magnitud y dirección):
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En enero de 2019, durante periodos de 48 horas (Tabla 1), en todas las estaciones correntométricas de la figura 3, se ubicaron correntógrafos autónomos Anderaas SD 6000, de fabricación noruega.
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En julio de 2019, en las estaciones exteriores a los canales o ríos (Figura 2), también durante 48 horas, se fondearon correntógrafos Acuadops, de la marca Nortek, cuyo principio de funcionamiento se basa en el efecto físico conocido como Doopler. Al igual que en enero de 2019 se ubicaron Anderaas SD 6000 dentro de los canales o ríos muestreados (Figura 3, tabla 1).
| Zona | Fecha fondeo | Fecha de recogida | Latitud | Longitud |
|---|---|---|---|---|
| Ensenada de Majana: Canal Maravilla (badén 8) | 24/01/19 | 26/01/19 | 22° 41' 55.3'' | 82° 46' 09,6’’ |
| Ensenada de Majana | 24/01/19 | 26/01/19 | 22° 41' 43,6'' | 82° 46' 10'' |
| Al sur de la desembocadura del rio Guanimar | 26/01/19 | 29/01/19 | 22° 40’ 36,8’’ | 82° 39’ 41,5’’ |
| Dentro del rio Guanimar(badén 11) | 26/01/19 | 29/01/19 | 22° 41’ 24,6’’ | 82° 39’ 17’’ |
| Canal Los 21 metros (badén 18) | 29/01/19 | 31/01/19 | 22° 41’ 6,57’’ | 82° 35’ 22,34’’ |
| Al sur de la salida del canal Los 21 metros | 29/01/19 | 31/01/19 | 22° 40’ 47,6’’ | 82° 35’ 32,8’’ |
| Al sur de desembocadura del rio Cajío | 31/01/19 | 02/02/19 | 22° 40’ 21,14’’ | 82° 28’ 26,77’’ |
| Dentro del rio Cajío (badén 25) | 31/01/19 | 02/02/19 | 22° 41’ 20,22’’ | 82° 27’ 55,62’’ |
Los meses de enero y julio se consideran correspondientes a los periodos poco lluvioso y lluvioso del año, respectivamente. De manera que, el diseño de muestreo se realizó con el objetivo de tener mediciones, al menos durante 48 horas, de las corrientes marinas en los puntos seleccionados, para estimar el intercambio de agua a través de los canales y ríos próximos. Además, durante periodos de varios días (2 -10), en los años 2015 (septiembre) y 2016 (junio) se realizaron mediciones al sur de Güira de Melena, Artemisa. Los resultados del análisis de estas mediciones fueron reportados por Rodas y col. (2015)Rodas L., J. Navarro Padrón, R. García Santos y Y. Carrillo Betancourt (2015): “Corrientes marinas”. Informe al proyecto “Bases ambientales para la sostenibilidad alimentaria local (BASAL)”. y Arriaza y col. (2016) al proyecto “Bases Ambientales para la Sostenibilidad Alimentaria Local (BASAL)”, y son citados para la caracterización de corrientes marinas al sur del litoral costero de la provincia Artemisa.
Se utilizaron las herramientas computacionales del equipo (SD 6000, Versión 4.7.0.59), y del Acuadop (AquaPro, v1.37.08) para el procesamiento primario de las series de mediciones de corrientes marinas. De tal forma, se obtuvieron los estadígrafos básicos: velocidad máxima, mínima, el promedio, la desviación estándar y la varianza.
Para el análisis final y los gráficos, se emplearon hojas de cálculo del Excel, del Microsoft Office, el MATLAB (Mathematic Laboratory) y Mapinfo 2012.
El cálculo del volumen de agua a través de los canales y ríos se realizó a partir de la siguiente formula:
Donde:
V- volumen a través del canal
dA- area transversal del canal
u- velocidad del movimiento del agua a través del canal
Resultados y discusión
⌅Corrientes marinas medidas
⌅Según Rodas y col. (2015)Rodas L., J. Navarro Padrón, R. García Santos y Y. Carrillo Betancourt (2015): “Corrientes marinas”. Informe al proyecto “Bases ambientales para la sostenibilidad alimentaria local (BASAL)”., las corrientes marinas medidas al sur del litoral costero del municipio Güira de Melena en septiembre de 2015 presentan los máximos valores (aproximadamente 7 cm/s) en el Canal de Cayamas, los mínimos de 3,0 cm/s en las aguas más próximas al litoral (Playa Tomate) y 4,2 cm/s al sur de Playa del Cajío; y en el canal de Cayamas predominó la influencia de la marea. Además, Arriaza y col. (2016), estiman que, en las aguas ubicadas al sur de este municipio, el promedio de la velocidad de las corrientes marinas es menor de 6,0 cm/s y así se comportan durante las mediciones realizadas en junio de 2016.
Según las mediciones recientes, las corrientes marinas (en las cuatro ubicaciones, al sur de: Playa Majana, río Guanimar, Los 21 metros y Playa del Cajío), son lentas, pero pueden alcanzar máximos extremos de 29,6 cm/s (julio de 2019, tabla 2) en las proximidades de Playa del Cajío. Este resultado coincide con lo reportado en investigaciones precedentes (Emilson y Tapanes, 1971Emilsson I. y J. Tápanes (1971): Contribución a la hidrología de la plataforma Sur de Cuba. Serie Ocenológica. No 9. ACC. ; Blázquez y col., 1983; Hernández y col., 1998; Arriaza y col. 2008Arriaza L., L. Rodas, J. Simanca, S. L. Lorenzo, D. E. Milian y P. Romero (2008): Contribución a la gestión ambiental del golfo de Batabanó: modelación numérica de corrientes marinas, Rev. Invest. Mar. No29, pp 89-99.; Rodas y col., 2015Rodas L., J. Navarro Padrón, R. García Santos y Y. Carrillo Betancourt (2015): “Corrientes marinas”. Informe al proyecto “Bases ambientales para la sostenibilidad alimentaria local (BASAL)”. y Arriaza y col. 2016); sin embargo, en este perirodo se miden máximas y medias superiores (7,0 -12,0 cm/s, tabla 2) a las obtenidas por estos autores. Los promedios de la magnitud de las corrientes marinas medidas son superiores en el muestreo correspondiente a la época lluviosa del año (Tabla 2).
| Estación | Velocidad media (cm/s) | Dirección predominante | Velocidad máxima (cm/s) | Velocidad mínima (cm/s) | Desviación estándar (cm/s) | Varianza (cm²/s²) | Fecha |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ensenada Majana | 1,8 | NNE | 3,8 | 1,0 | 0,8 | 0,61 | Enero/2019 |
| 11,8 | E | 20,0 | 3,0 | 4,5 | 20,36 | Julio/2019 | |
| Al sur de la salida del canal Los 21 metros | 1,2 | S | 3,2 | 1,0 | 0,4 | 0,2 | Enero/2019 |
| 9,4 | SE | 20,0 | 1,0 | 5,1 | 26,1 | Julio/2019 | |
| Al sur de la desembocadura del rio Guanimar | 2,6 | NW | 10,2 | 1,0 | 2,1 | 4,23 | Enero/2019 |
| 7,0 | N | 17,0 | 0,4 | 3,6 | 13,1 | Julio/2019 | |
| Al sur de la desembocadura del rio Cajío | 5,0 | WNW-NNE | 11,6 | 2,0 | 2,8 | 8,2 | Febrero/2019 |
| 11,1 | E | 29,6 | 0,4 | 5,4 | 29,7 | Julio/2019 |
En la ensenada de Majana predominan los rumbos de componente este (60 %) durante ambos muestreos, sin influencia significativa de la marea (Figura 4).
Los rumbos predominantes cerca del litoral costero de Guanimar, de Los 21 metros y de Playa del Cajío son de componente norte (40%), sur (sureste con 45 % en julio/2019) y este (40 %), respectivamente. La variabilidad de la magnitud y de la dirección de las corrientes marinas es mayor en Los 21 metros y en Playa del Cajío, que en Guanimar (Tabla 2, figuras 5, 6 y 7).
Particularmente, a 1 km de la desembocadura del rio Guanimar, durante el muestreo realizado en enero de 2019 predomina (80 %) el rumbo noroeste sin influencia de la marea debido a la incidencia de vientos del sur persistentes durante 72 horas, que provocan inundaciones costeras y anulan el movimiento rotatorio (hacia tercer y cuarto cuadrante) generado por la marea.
El movimiento oscilante provocado por la marea con alta frecuencia de rumbos (27- 40%), y con la mayor varianza en las mediciones, predomina en las aguas poco profundas desde el sur de Guanimar hasta Playa del Cajío, con las mayores magnitudes de la velocidad del movimiento hacia el tercer y cuarto cuadrante oceanográfico (sur a oeste a norte). Aunque, los flujos residuales o más frecuentes no siempre coinciden con esos cuadrantes, o sea, los rumbos más frecuentes corresponden a los de la menor rapidez de las corrientes marinas excepto al sur de Guanimar. En julio de 2019, en las proximidades de Guanimar predomina ligeramente (35 %, figura 5) el movimiento hacia el norte con velocidades máximas (hasta 17 cm/s).
La influencia marcada de la marea cerca del litoral costero de Artemisa desde Guanimar hasta Playa del Cajío, en condiciones de régimen habitual, se debe a los vientos débiles que predominan en la zona, mayormente de componente este durante ambos muestreos, y a la influencia de la circulación marina en el Canal de Cayamas, donde prevalece la marea (Rodas y col., 2015Rodas L., J. Navarro Padrón, R. García Santos y Y. Carrillo Betancourt (2015): “Corrientes marinas”. Informe al proyecto “Bases ambientales para la sostenibilidad alimentaria local (BASAL)”.).
Flujos o transportes de volumen de agua estimados
⌅La dirección del flujo de agua estimado a través de los canales Maravilla y Los 21 metros y de los ríos Guanimar y Cajío coincide con el drenaje o no de los badenes más cercanos a cada uno de estos pasos (Tabla 3).
| Canal o río | Volumen medio en 48 horas (m3) | Hacia | Muestreo | Observaciones |
|---|---|---|---|---|
| Canal Maravilla | 3 456,0 | SW (salida de agua) | Enero/2019 (Llovió durante el 50 % del periodo de mediciones, Frente Frio Débil) | Badén 8 Drenaba en noviembre de 2018, (régimen meteorológico habitual del periodo poco lluvioso). |
| 4 492,8 | SE | Julio/2019 | ||
| Canal Los 21 metros | 4 838,4 | S (salida de agua) | Enero/2019 | Badén 18 Drenaba en noviembre de 2018 y en enero de 2019 (régimen meteorológico habitual del periodo poco lluvioso) |
| 3 456,0 | SE (salida de agua) | Julio/2019 | ||
| Río Guanimar | 12441,6 | SSE (salida de agua) | Febrero/2019 (Llovió continuamente, Frente Frio Fuerte, el Sur que lo precedió provocó inundaciones costeras en Guanimar y Cajío) | Badén 11 Drenaba en noviembre de 2018. (régimen meteorológico habitual del periodo poco lluvioso) |
| 10 368,0 | ESE (salida de agua) | Julio/2019 | ||
| Río Cajío | 13 478,4 | NE | Febrero/2019 | Badén 25 No drenaba en noviembre de 2018. (régimen meteorológico habitual del periodo poco lluvioso) |
| 10 368,0 | SSSW (salida de agua) | Julio/2019 (Abundantes lluvias antes y durante las mediciones) |
Los volúmenes de agua estimados y la dirección del movimiento de estos volúmenes parecen indicar que, de las cuatro ubicaciones muestreadas, es Playa del Cajío la zona con mayor probabilidad de intrusión salina directa y persistentemente acelerada por la dinámica marina. El volumen de agua estimado entrando al rio Cajío (13 478,4 m3) en enero de 2019, es mayor que el saliente (10 368,0 m3) estimado en julio de 2019, en época lluviosa del año y con lluvias persistentes durante el muestreo; esto podría contribuir a acelerar la intrusión salina en esta zona. De manera que, sería una aceleración sistemática debida al comportamiento de la circulación marina litoral según la época del año y las condiciones meteorológicas locales. Además, según González y Flores (2015)González B., E. y E. Flores V. (2015): Avance de la intrusion salina originada por el ascenso del nivel medio del mar, escenario 2050. Macroproyecto cambio climático: "Escenarios de peligro y vulnerabilidad de la zona costera 2050-2100", la intrusión salina en la cuenca sur de La Habana, que incluye la actual provincia de Artemisa ha aumentado. Una de las variaciones reportadas por estos autores, es precisamente el avance de la línea de intrusión salina en el municipio Güira de Melena. Sin embargo, se requiere realizar mediciones por un periodo mayor de tiempo y que se incluyan otros puntos del litoral costero sur de Artemisa en el muestreo.
El hecho de que la dirección del flujo de agua estimado a través de los canales Maravilla y Los 21 metros y los ríos Guanimar y Cajío coincida con el drenaje o no de los badenes más próximos a cada uno de estos pasos; manifiesta la influencia de este dique en el volumen de agua que entra y sale y en las características de la vegetación costera; que, aunque mejor preservada que hacia el este del Cajío, según se pudo observar durante los muestreos, presenta parches con diferente densidad.
Conclusiones
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Las corrientes marinas medidas en la ensenada de Majana, y al sur de Guanimar, Los 21 metros y Playa del Cajío son lentas, alcanzando magnitudes máximas extremas en las proximidades de Playa del Cajío, en julio de 2019.
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En la ensenada de Majana predominan los rumbos de componente este durante ambos muestreos, sin influencia significativa de la marea. Sin embargo, la marea si es significativa en el movimiento de las aguas en las proximidades del litoral costero sur de Artemisa desde Guanimar hasta Playa del Cajío.
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El volumen de agua estimado entrando al rio Cajío (13 478,4 m3) en enero de 2019, es mayor que el saliente (10 368,0 m3) estimado en julio de 2019, en época lluviosa del año y con lluvias persistentes durante el muestreo; esto podría contribuir a acelerar la intrusión salina en esta zona.