A Federico ALmonte Kinniping siempre le a gustado “encontrar” nuevos lugares para surfear, descubrir nuevos peaks, salia a recorrer la isla en su mini (Así le decíamos a su carro una “mini mil” que en esa época nos demostró su calidad mas de una vez) para buscar nuevos lugares en donde surfear. Fruto de unos de estos viajes a la costa norte nace la playa de Encuentro, la que lleva este nombre por el encuentro casual de dos dos grupos de surfers buscando peaks en el mismo lugar de la que hoy es la mas importante playa de surfing del país… En uno de estos dos grupos como era de imaginarse estaba Federiquito.

Esa historia de playa Encuentro hay que contarla… Hace unos días Federiquito nos envió a adnImagen interesantes datos sobre las olas, lo que me explico muchas cosas  del fenómeno físico que ofrece uno de los espectáculos mas impresionante de los océanos: Las olas!

“Manolo, Las fotos muestran un área del océano que esta siendo golpeada por vientos de tormenta.  Veras que el mar esta desorganizado, con olas en todas direcciones.  Esas olas de las fotos recién se formaron y eventualmente salen del área de tormenta.  Según se alejan del área, se organizan y se alinean en grupos de olas. Al conjunto de grupos de olas organizadamente viajando hacia su destino se le llama swell.”

Federico en un e-mail que me envió mientra compartíamos ideas sobre las olas

La superficie marina bajo el efecto de la energía de los vientos

 

Olas:

La causa mas importante del origen de las olas en el océano es el viento. Una pequeña proporción de las olas es causada por movimientos sísmicos en el fondo del océano (Tsunamis) y por diferencias en el movimiento de corrientes marinas a diferentes profundidades dentro del océano(olas internas), Estas olas internas ocurren a las profundidades que los submarinos operan, causando peligros de navegación para los submarinos.

 

2 Para entender las olas:

Movimiento de la ola

1) Nivel basal de superficie:  Es el nivel al cual el océano se mantiene en ausencia de oleaje.

2) Cresta : Es la parte mas alta de una ola

3)  Plano (Trough): Es la parte mas baja que ocurre entre dos crestas sucesivas

4) Longitud de olas (Wavelength): Es la distancia entre dos crestas sucesivas, generalmente aumenta dependiendo de la distancia a que olas viajan en el océano.

5) Altura (Wave height): Es la distancia vertical medida desde el plano hasta la cresta.  La altura de las olas en formación esta determinada por el área del océano sujeta a la acción del viento, la duración de las ventiscas oceánicas y la velocidad del viento en las ventiscas.

6) Amplitud de ola(Wave amplitude): Es la distancia vertical medida desde el nivel basal de superficie hasta la cresta de la ola.

7) Periodo (Period): Es el tiempo que transcurre cuando dos crestas sucesivas pasan por un punto estacionario (como una boya de observación oceánica).

3. Formación de la olas de viento

A. Olas capilares (Capillary waves) : Las olas se forman inicialmente como olas capilares, que son olas diminutas (menos ce 2 centímetros, creadas en la superficie del mar en calma y cuyo movimiento es modificado por la tensión natural de la superficie del agua.  La tensión de superficie (la tendencia de las moléculas de agua a posicionarse de manera tal que la menor área de la molécula sea expuesta al aire), tiende a mantener el agua calmada, pero también transmite la energía de las olas capilares directamente hacia abajo.  Así, con vientos constantes, las olas capilares crecen y al crecer, exponen mas superficie a la acción del viento, lo cual a su vez permite que mas de la energía del viento sea transmitida hacia la superficie del océano.

Llega un punto donde las olas son lo suficientes altas para comportarse como objetos y la masa de agua que se levanta esta sujeta a la acción de la gravedad. Así las olas mas grandes y pesadas son “bajadas” con la ayuda de la gravedad.  La energía momentáneamente se mantiene bajo la superficie y eventualmente ayuda a crear la próxima ola (la masa del agua que baja se comporta como un objeto sumergido en el seno de un liquido, generando una energía opuesta (hacia arriba) y directamente proporcional al peso del liquido que desplaza, la masa de agua que desciende se comporta como un objeto y como tal, esta sujeto a la ley de Arquímedes) Es esa energía en dirección ascendente que crea la próxima ola, la cual crecerá en proporción a la fuerza del viento en el momento que se creo.  Así se forma un circulo en el cual mientras mas grande la ola que se forma, mas grande será la próxima ola, pero siempre dentro de los limites impuestos por la velocidad del viento, la fricción entre las moléculas de agua y otros factores como la marea y la temperatura del agua.

Movimiento y velocidad de las olas.

Olas de oscilación : Dentro de las olas, las moléculas de agua forman una órbita circular  o elíptica y no viajan con la ola, solamente la energía se transmite hacia las moléculas de agua justo delante de la ola, las cuales a su vez se ordenan en órbita circular o elíptica.  Así podemos decir que una ola rompiendo en Playa Encuentro no trae agua desde el Atlántico Norte.  Solo la energía ha sido transmitida desde puntos lejanos.  Estas órbitas se mantienen circulares en el océano, pero cambian hacia elípticas cuando las olas entran en lugares poco profundos como la costa.

Olas de Traslación:  Dentro de las ola, las moléculas se mueven hacia delante junto con la ola.  Esto solo sucede cuando la ola esta rompiendo. La magnitud de la órbita que siguen las moléculas de agua dentro de la ola disminuye con la profundidad y el movimiento orbital se detiene a una profundidad similar a la mitad de la longitud de ola (distancia entre dos crestas sucesivas).  A esa profundidad se le denomina como “Base de ola” (wave base).

La forma y consistencia del fondo marino no tiene ningún efecto en las olas hasta que la profundidad a que la ola viaja es igual o menor de la mitad de la longitud de olas.

En aguas poco profundas, poco antes de romper, la fricción causada por el fondo marino disminuye la velocidad de la ola y cambia las órbitas moleculares desde circulares a elípticas.

Así podemos decir que una ola rompiendo no trae agua. Solo la energía que ha sido transmitida desde puntos lejanos.

Velocidad de las olas

La siguiente formula determina la velocidad de olas

Distancia viajada        Longitud de ola   L

velocidad (C)=——————- = ———— =   –

Tiempo de recorrido       Periodo          T

La velocidad de una ola puede cambiar, pero el periodo se mantiene constante, pues este esta determinado por la fuenrza que inicialmente origino esa ola.

Olas de Profundidad (olas de oscilación, Marullos)

Las olas de oscilacion ocurren donde el agua es mas profunda que la mitad de la longitud de las olas.  Esas son las olas que viajan sin romper, los “swells” o en dominicano “Marullos”

En aguas profundas, la velocidad de la ola es una función de su longitude de ola.

Las olas se crean por la acción de vientos generados por tormentas que suceden en el océano.  También son generadas por la acción de los vientos habituales del océano (en el Atlántico los Alisios).  Alrededor del centro de la tormenta donde olas son creadas, el mar se muestra caótico, lleno de olas de diferentes tamaños, formas y direcciones.  Según las olas se alejan del centro de la tormenta, se van dispersando y toman una forma mas estable, las mas grandes se alejan mas rápido al tener mas velocidad de translación.

Las olas mas grandes se separan de las mas pequeñas dentro de la tormenta según se alejan de la tormenta. Mientras mas lejos del centro, mas evidente es la separación.

SWELL es el termino usado para describir olas bien diferenciadas, que usualmente son mas largas y viajan de manera mas uniforme.

La observación de grupos de olas o trenes de olas viajando hacia mar en calma demuestra que la primera ola que rompe la calma se disipa al iniciar el movimiento molecular orbital en el mar calmo, pero al disiparse, le entrega su energía al mar, constantemente iniciando una nueva ola al final del tren, donde el movimiento orbital se detiene, causando liberación de energía.

Este modelo de movimiento de grupos de olas indica que las olas individualmente viajan mas rápido que el grupo en general, así la ultima ola del grupo va avanzando hasta convertirse el la primera, justo antes de disiparse y convertirse en energía que formara la ultima ola otra vez.  Es como un continuo reciclaje que permite la energía viajar grandes distancias a través del océano.

Dentro del grupo o tren, las olas individuales viajan al doble de la velocidad del grupo.

Energia rompiendo en la costa foto: Obdulio LunaEnergía rompiendo en la costa foto Obdulio Luna

Olas de aguas poco profundas (Olas de Translación)

Según las olas entran en aguas poco profundas, las órbitas circulares de moléculas de agua pierden velocidad, cambiando hacia la forma elíptica tan pronto como las olas comienzan a “sentir el fondo”.  De la misma forma las olas mas grandes “sienten fondo” primero y su velocidad disminuye mas significativamente preparando a romper.  Así es como vemos olas mas pequeñas que no rompen cerca del lineup mientras que las mas grande si lo hacen, a veces sucediendo que olas mas grandes rompen mas lejos de donde las esperamos (La barredora).

Las olas viajando en aguas menos profundas que la mitad de su longitud son consideradas como olas de aguas poco profundas y su velocidad esta determinada solo por la profundidad.

Mientras menos profundidad, menor la velocidad de la ola.

Velocidad  =  3.13 √ profundidad

Otras propiedades importantes de las olas:

Superposición de olas

Cuando olas que se alejan del centro de tormenta encuentran olas generadas por otra tormenta (u otro origen) la energía que llevan interactúa, produciendo un cambio en la elevación basal oceánica.

Una interesante característica es que el movimiento de un grupo de olas es independiente del movimiento del otro grupo, ambos grupos mantienen su dirección e intensidad al pasar simultáneamente por la misma zona.  Se comportan como si no “se vieran” al pasar por el mismo lugar.

Por esa razón, el cambio de elevación basal oceánica en una región del océano es el resultado de la combinación de los efectos de todos los grupos de olas pasando  por esa región en un tiempo determinado.

En otras palabras, el desplazamiento resulta de la suma de todos los desplazamientos individuales en un lugar del océano determinado a un tiempo determinado.

Este fenómeno se denomina “superposición de olas” y explica como el océano se comporta de manera diferente en dos lugares, a veces cercanos en un determinado periodo de tiempo.

Los efectos causados por grupos de olas que interfieren pueden ser “constructivos” o “aditivos” cuando las crestas y planos coinciden, causando incrementos en ambas magnitudes.

Cuando las crestas de un grupo coinciden con los planos del otro grupo, el efecto de interferencia es denominado como “destructivo” , causando disminución de las amplitudes de ambas, crestas y planos.

8. Cuando dos grupos de olas con diferentes longitudes de olas, pero siguiendo una dirección similar entran a un área del océano simultáneamente se producen patrones que alternan olas pequeñas y grandes, pudiendo causar interferencia constructiva o destructiva. Este efecto es denominado “golpe de olas” (surf beat).

Cuando las olas entran el aguas poco profundas sufren efecto de refracción y la energía se concentra mas en los salientes o cabos del litoral, dispersándose mas efectivamente en las bahías litorales, donde la energía se convierte en corrientes que regresan al océano.

Esas son las corrientes que presentan peligro para los bañistas de las playas.  Para los surfers, quienes se mueven en la superficie y al no tener mucha masa dentro del agua, no ofrecen gran resistencia a la corriente, esas corrientes no tienen mucho efecto e igualmente les ayudan a regresar al peak.

Difracción también debe ser considerada cuando las olas entran a las aguas poco profundas de la rompiente.

Todos los puntos de la ola se convierten en puntos de origen de dispersión (difracción) de energía que se irradia en todas direcciones alrededor de la ola, especialmente hacia los lados, creando una ola que tiende a alargarse según comienza a romper.

Esto explica el patrón de múltiples olas viajando en múltiples direcciones en las entradas de los puertos, pues según la energía se trata de disipar, muchas pequeñas olas se crean, dándole una consistencia “choppy” al la entrada del puerto.

Cuando las olas de aguas poco profundas, encuentran una barrera vertical (como un acantilado), la orbita de movimiento se destruye súbitamente y la energía es reflejada en la dirección opuesta a la cual entro.  Esta interferencia entre olas que van y olas que regresan después de chocar con el acantilado produce un movimiento irregular de las olas, hacia arriba y hacia abajo.  Los surfers conocemos este efecto como “backwash”.

Cuando las olas entran en aguas poco profundas el ciclo elíptico de movimiento es interrumpido por la fricción contra el fondo.  Esto causa que el movimiento en la parte mas baja de la elíptica “choque” con el fondo mientras que la parte superior de la elíptica en la cresta no cambia de velocidad.  La cresta se cae hacia el frente de la ola en el momento que la ola rompe.  La forma y naturaleza del fondo determina que tipo de ola rompe.

Rompientes de empuje (Plunging breakers) Suceden donde el fondo de la rompiente es angosto, con mucha inclinación, de manera tal que la ola entra desde una área relativamente profunda a una área muy superficial.

Las crestas son empujadas hacia adelante, volando si tocar la cara de la ola y formando huecos tubulares.  Esas son las olas que los surfers aprecian.

Rompientes de derramacion (Spilling breakers) Suceden en playas abiertas, donde el fondo de la rompiente es ancho y la ola entra hacia aguas gradualmente menos profundas, causando una disipación mas gradual de la energía. Las crestas poco a poco ruedan hacia abajo por la cara de la ola. Estas son olas ideales para principiantes, pues son mas lentas y menos poderosas.

Rompientes súbitas (Surging breakers) Ocurren en playas donde no hay plataforma y las olas acercándose desde aguas profundas, rompen directamente en la orilla.  Esas son las olas que los skimsurfers aprecian, pues son altas y poderosas, rompiendo en la misma orilla.

Olas Episódicas (Rogue Waves)

Olas gigantescas pueden súbitamente aparecer sin ninguna relación aparente con las condiciones oceánicas de ese día.  Estas inmensas olas son responsables de naufragios y otros accidentes marítimos.  Su origen no esta muy bien entendido pero están asociadas con inusuales combinaciones de choques de grupos de olas, cambios súbitos de profundidad, corrientes y vientos. Ocurren con mas frecuencia cerca de los bordes de las plataformas continentales a profundidades de unos 200 metros.

La corriente de Agulhas, que corre por la costa Este de África Sur es conocida por tener o producir olas episódicas. Estas olas tienen una altura usual de unos 20 metros, pero olas episódicas de hasta 35 metros han sido documentadas.

* En 1995, el inmenso buque crucero Queen Elizabeth II fue alcanzado por una ola episódica de 29 metros.

* En 1995, un enorme buque petrolero en el Atlántico Norte fue embestido por una ola episódica de 85 pies.  Ese día as olas eran de un average de 40 pies.

Las olas episódicas han sido asociadas con muchas extrañas desapariciones de buques en alta mar.  Usando equipos modernos de investigación, en 2001 un Studio revelo que son mas frecuentes de lo que se pensaba.  Usando datos de satélites y boyas oceánicas, se reportaron en diferentes océanos alrededor del globo 10 olas episódicas de mas de 25 metros en solo 3 semanas de observación.

Tsunami –  También llamadas olas sísmicas, son gigantescas olas producidas por desplazamientos del fondo del océano durante terremotos o erupciones volcánicas submarinas.

En el pasado las llamaban olas tidales o de marea, pero se ha comprobado que no tienen ninguna relación con actividad tidal.

Las Tsunamis tienen longitudes de ola extremadamente largas, usualmente 100-200 kilómetros.  También tienen un largo periodo, average de 10-20 minutos e increíble velocidad, con un average de 700-800 kilómetros por hora!!!

Considerando que la profundidad oceánica average es de unos 4000 metros, las Tsunamis se comportan como olas de poca profundidad, pues su longitud de ola es de 2000 metros, la mitad de la profundidad oceánica.  Por esa razón, sus velocidades están determinadas por la profundidad del océano en que viajan.  Al comportarse como olas de poca profundidad pueden romper y hasta experimentar refracción, reflexión o difracción.

Debido a la naturaleza de su origen, las altura de las Tsunamis en aguas profundas oceánicas es usualmente de unos cuantos metros, lo cual las hace mas difíciles de detectar.

Los tsunamis entran tierra adentro con mucha fuerza

Olas Internas (Internal Waves)

Las olas en el océano ocurren en la frontera entre el aire y la superficie del océano.  El aire y el agua son ambos fluidos, pero varían considerablemente en su densidad.  Cabe decir que olas de superficie ocurren al la frontera que separa dos fluidos de diferente densidad.  En las profundidades del océano también existen capas de fluidos de diferente densidad.  Las diferencias en densidad son pequeñas, pero suficientes para la formación de olas.  Estas olas se denominan olas internas.

Las olas internas se caracterizan por grandes amplitudes, longitudes de onda largas y bajas velocidades.

Se especula que las olas internas son causadas por fricciones entre dos capas oceánicas con diferente velocidad, similar a la formación de olas de viento en la superficie del océano.  Actividad sísmica, mareas y cambios prolongados en dirección e intensidad del viento en la superficie.

Las olas internas son peligrosas para submarinos, pues además de causarles dificultad para estabilizar, también pueden empujarlos hacia profundidades mayores de las cuales son diseñados, pudiendo causarles explosión o daños incompatibles con supervivencia.

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comentarios
  1. Juan Evertsz dice:

    EXCELENTE TRABAJO! Y APORTE DEL AMIGO A TU BLOG ADN ..MANOLETE!Y UN APORTE A LA COMUNIDAD AMANTE DEL MAR..EN ESPECIAL A LOS SURF!.. LEERLO ES UNA OBLIGACION!.LO COMPARTIRE EN MURO DEL FB.

  2. muy buenooo Federico ALmonte Kinniping !!! y a adnativo por traernos cosas buenas e interesantes como el surfing y no cualquiera si no localismo y dominicanismo :) gracias!!

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