Ola!

Estos días hemos estado inmersos en un importante temporal de viento y fenómenos costeros. Hemos visto en los informativos cómo las olas se llevan paseos marítimos con personas y todo, playas enteras. Sin embargo otras playas crecen, o los barcos que trasitan los océanos se exponen a olas muchos mas grandes y no sufren daños, por qué.

Vamos a hablar un poco de las OLAS:

Olas, ¿que son?

Las olas oceánicas son energía que se desplaza a lo largo de la interfase entre el océano y la atmósfera, y a menudo transfieren energía de un temporal en alta mar a distancias de varios miles de kilómetros. Por ese motivo, incluso en los días de calma el océano todavía tiene olas que se desplazan por su superficie. Al observar las olas, recordemos siempre que estamos viendo el movimiento de la energía a través de un medio (agua). Si fabricamos olas tirando una piedra a un estanque, tirándonos a una piscina o soplando en la superficie de una taza de café, estamos transmitiendo energía al agua, y las olas que vemos no son sino la evidencia visible de la energía que estamos transmitiendo.

Las olas generadas por el viento proporcionan la mayor parte de la energía que conforma y modifica las líneas litorales. Allí donde se encuentran el mar y la tierra, las olas, que quizá hayan cuajado durante centenares o miles de kilómetros sin impedimento, encuentran súbitamente una barrera que no les permitirá avanzar más y deben absorber su energía. Dicho de otra manera, el litoral es el lugar donde una fuerza prácticamente irresistible se enfrenta con un objeto casi inamovible. El conflicto que se produce es interminable y a veces espectacular.

Características de las olas

La energía y el movimiento de la mayoría de las olas derivan del viento. Cuando una brisa es inferior a 3 kilómetros por hora, sólo aparecen pequeñas ondulaciones. Cuando el viento sopla a velocidades superiores, se van formando de manera gradual olas más estables, que avanzan con el viento.

En la Figura DINLIT-03, en la que aparece una forma ondulada simple que no rompe, se ilustran las características de las olas oceánicas. La parte superior de las olas son las crestas, que están separadas por valles. A medio camino entre las crestas y los valles se encuentra el nivel de aguas tranquilas, que es el nivel que ocuparía el agua si no hubiera olas. La distancia vertical entre el valle y la cresta es la altura de ola y la distancia horizontal entre crestas sucesivas es la longitud de onda, El tiempo que tarda una ola entera (una longitud de onda) en pasar una posición fija se denomina período de ola.

La altura, la longitud y el período que una onda acaba por alcanzar dependen de nes factores: (1) la velocidad del viento; (2) el tiempo durante el cual el viento ha soplado, y (3) el fetch, o distancia que el viento ha recorrido a través de mar abierto. A medida que aumenta la cantidad de energía transferida desde el viento al agua, aumenta también la altura y la pendiente de las olas. Por fin, se alcanza un punto crítico, en el cual las olas se hacen tan altas que se vuelcan, formando lo que se conoce como palomillas o borreguitos.

Para una velocidad de viento concreta, hay un fetch y una duración del viento máximos más allá de los cuales las olas ya no aumentarían de tamaño. Cuando se alcanzan el fetch y la duración máximos para una velocidad de viento determinada, se dice que las olas están . La razón de que las olas no puedan crecer más es que pierden tanta energía mediante la formación de palomillas o borreguitos como la que están recibiendo del viento.

Cuando el viento cesa o cambia de dirección, o si las olas dejan el área tormentosa donde se crearon, continúan sin relación con los vientos locales. Las olas experimentan también un cambio gradual a marejadas que son más bajas y largas, y pueden transportar la energía de la tormenta a costas lejanas. Dado que existen muchos sistemas de olas independientes al mismo tiempo, la superficie del mar adquiere un modelo complejo e irregular. Por consiguiente, las olas del mar que vernos desde la cosa son a menudo una mezcla de marejadas de tormentas distantes y olas creadas por los vientos locales.

Como curiosidad, las olas de onda mas larga, sin mas rápidas que las cortas.

Figura DINLIT-03 Diagrama idealizado de una ola oceánica no rompiente que muestra las partes básicas de una ola, así como el movimiento de las partículas de agua en la profundidad. Debajo de una profundidad igual a la mitad de la longitud de onda (el nivel de la línea punteada) se produce un movimiento despreciable del agua.

Movimiento orbital circular

Las olas pueden recorrer grandes distancias a través de las cuencas oceánicas. En un estudio, se siguió el movimiento de las olas generadas cerca de la Antártida durante su desplazamiento a través de la cuenca del océano Pacífico.

tras más de 10.000 kilómetros, las olas acabaron disipando su energía una semana después en la línea de costa de las islas Aleutianas de Alaska. El agua en sí misma no recorre toda la distancia, pero sí lo hace la forma de onda. A media que la ola se desplaza, el agua transfiere la energía moviéndose en círculo. Este movimiento se denomina movimiento orbital circular

La observación de un objeto que flote sobre las olas revela que no sólo se mueve arriba y abajo, sino que también tiene un ligero movimiento adelante y atrás con cada ola sucesiva. En la Figura DINLIT-04 se muestra que un objeto flotante se mueve hacia delante y hacia atrás a medida que se aproxima la cresta, arriba y adelante cuando la cresta pasa, abajo y adelante después de la cresa, abaio y atrás cuando se aproxima el valle, y de nuevo arriba y atrás cuando avanza la próxima cresta, Cuando se traza el movimiento del barco de juguete que aparece en la Figura DINLIT-04 al pasar la cresta, puede observarse que el barco se mueve en círculo y regresa esencialmente al mismo lugar. El movimiento orbital circular permite que la forma ondulada (a forma de la ola) avance a través del agua mientras que cada partícula de agua que transmite la ola se mueve en círculo. El viento que se mueve a través de un campo de trigo provoca un fenómeno similar: el trigo en sí no se desplaza a través del campo, pero sí lo hacen las ondas.

La energía aportada por el viento al agua es transmitida no sólo a lo largo de la superficie del mar, sino también hacia abajo. Sin embargo, debajo de la superficie, el movimiento circular disminuye rápidamente hasta que, a una profundidad igual a aproximadamente la mitad de la longitud de ola medida desde el nivel de aguas tranquilas, el movimiento de las partículas de agua resulta despreciable. Esa profundidad es conocida como base del oleaje. La espectacular disminución de la energía de la ola con la profundidad se muestra en la Figura DINLIT-03 mediante los diámetros rápidamente decrecientes de las órbitas de la partícula de agua.

Olas en la zona de rompiente

Cuando una ola está en zona de aguas profundas no se ve afectada por la profundidad del agua Figura DINLIT-05, izquierda). Sin embargo, cuando se aproxima al litoral, el agua se hace más somera e influye en el comportamiento de la ola. La ola empieza a a una profundidad del agua al de la base del oleaje. Esas profundidades interfieren en el movimiento del agua en la base de la ola y ralentizan su avance (Figura DINLIT-05, centro).

A medida que la ola avanza hacia el litoral, las olas ligeramente más rápidas se lanzan hacia delante, reduciendo la longitud de la ola. A medida que la velocidad y la longitud de la onda disminuyen, esta última aumenta su altura. Por último, alcanza un punto crucial cuando la ola es demasiado empinada para mantenerse y el frente de la ola se desploma y rompe (Figura DINLIT-05 , derecha), haciendo que le agua avance encima de la costa.

El agua turbulenta creada por las olas rompientes se denomina arrastre. En el margen tierra adentro de la zona de rompiente , la lamina turbulenta del agua creada por las rompientes que asciende por la pendiente de la playa se denomina batida. Cuando la energia de la batida se ha disipado, el agua vuelve desde la playa hacia la zona de rompiente, en lo que se conoce como resaca.

Figura DINLIT-04. Los movimientos de un barco de juguete demuestran que la forma de la ola avanza , pero que el agua no avanza de manera perceptible desde su posición original. En esta secuencia , la ola se mueve de izquierda a derecha cuando el barco ( y el agua en la cual está flotando) gira en un circulo imaginario.

Erosión causada por las Olas

Cuando el tiempo es tranquilo la acción de las olas es mínima. Sin embargo, igual que las corrientes de agua realizan la mayor parte de su trabajo durante las inundaciones , las olas llevan a cabo la mayor parte del suyo durante las tormentas (véase recuadro DINLIT-01). El impacto de las elevadas olas de tormenta contra la costa puede ser pavoroso por su violencia. Cada ola rompiente puede lanzar miles de toneladas de agua contra la tierra, haciendo a veces, literalmente, que el terreno tiemble. Por ejemplo, las presiones ejercidas por las olas atlánticas en invierno alcanzan una media de casi 10.000 kilogramos por metro cuadrado. Durante las tormentas, la fuerza es incluso mayor. Durante una de esas tormentas, una porción de acero y cemento de 1350 toneladas de un rompeolas fue desgarrada del resto de la estructura v desplazada a una posición inútil hacia la costa en Wick Bay Escocia. Cinco años después la unidad de 2.600 toneladas que sustituyó a la primera siguió un destino similar.

Figura DINLIT-05 Cambios que se producen cuando una ola se mueve sobre el litoral. Las olas tocan el fondo cuando topan con profundidades de agua inferiores a la mitad de la longitud de onda. La velocidad de la ola disminuye y las olas se amontonan contra el litoral, haciendo que la longitud de onda disminuya, lo cual resulta en un aumento de la altura de la ola hasta el punto en el que las olas caen adelante y rompen en la zona de arrastre

Hay muchas historias de este tipo que demuestran la gran fuerza de las olas rompientes. No sorprende que se abran rápidamente grietas y hendiduras en los acantilados, los diques, los rompeolas y cualquier otra cosa que esté sometida a esos enormes impactos. El agua es forzada al interior de cualquier abertura, lo que hace que el aire de las grietas se comprima mucho por el empuje de las olas. Cuando la ola baja, el aire se expande rápidamente, desarrollando fragmentos de roca, aumentando de tamaño y extendiendo las fracturas.