Análisis de las variaciones climáticas del viento y sus aplicaciones en la Ingeniería Civil, utilizando simulaciones de alta resolución (WRF-SAAG) en Chile continental

Abstract

El viento constituye una variable climática de relevancia para distintas áreas de la Ingeniería Civil, debido a su influencia sobre el aprovechamiento energético, las solicitaciones estructurales y la generación de oleaje. En este contexto, la presente investigación analiza las variaciones proyectadas del viento sobre Chile continental y el océano Pacífico adyacente bajo condiciones de cambio climático, utilizando simulaciones climáticas regionales WRF-SAAG de alta resolución, y evalúa sus posibles implicancias en aplicaciones de Ingeniería. Se analizaron diferentes componentes del viento a 10 metros de la superficie para un período histórico (2000–2021) y un período futuro (2060–2081) generado mediante el enfoque Pseudo Global Warming bajo el escenario SSP3-7.0. Se caracterizaron las variaciones anuales y estacionales de la rapidez media y máxima, incorporando análisis estadísticos y una evaluación regional de la distribución de los máximos. Posteriormente, los cambios obtenidos se aplicaron al análisis de densidad de potencia eólica, viento extremo para una aplicación estructural basada en la NCh432:2025 y estimación de altura significativa de oleaje mediante una metodología combinada WRF-SPM. Los resultados muestran una respuesta espacialmente heterogénea del viento futuro, con aumentos predominantes en el Norte Grande y Norte Chico, particularmente en sectores cordilleranos, disminuciones hacia las zonas Sur y Austral y variaciones menores en la zona Central. En potencial eólico, este patrón se amplifica debido a la dependencia cúbica con la rapidez, generando aumentos cercanos al 25 % en sectores del norte y disminuciones de hasta un 30 % hacia el sur. En la aplicación estructural, un aumento cercano al 21 % en la velocidad extrema del caso de estudio se tradujo en un incremento aproximado del 46 % de la presión de referencia. En oleaje, las estimaciones mostraron aumentos de la altura significativa principalmente en la zona Norte y disminuciones hacia el sector austral, con variaciones medias entre aproximadamente +0,11 y -0,41 metros entre los nodos analizados. En conjunto, los resultados evidencian que las variaciones futuras del viento pueden generar impactos diferenciados según la región y la aplicación considerada. Las simulaciones WRF-SAAG permiten avanzar desde la caracterización climática de alta resolución hacia la evaluación de variables de interés para la Ingeniería Civil, aportando antecedentes de alta resolución sin precedentes en la región para identificar posibles oportunidades y riesgos asociados al cambio climático, hasta ahora analizados con modelos de menor resolución.