Perú - La maravilla de las olas del mar

Tomás Unger

martes 28 de diciembre de 2010

NATURALEZA. Quienes vivimos en ciudades cercanas al mar nos acostumbramos a las olas desde niños, pero no comprendemos realmente cómo es que se forman y las variables necesarias para determinar su manera de reventar

Por: Tomás Unger
Martes 28 de Diciembre del 2010

Los que crecimos cerca del mar nos hemos familiarizado con las olas, al menos con las de nuestras playas. Hoy, en toda época del año, cientos de tablistas a lo largo de nuestra costa las estudian y –como nosotros de chicos– esperan la “buena”. Los grandes tumbos en alta mar, las olas en rompientes, las bravezas y las series de largas olas paralelas son un calmante para los nervios. Las observamos a diario, pero rara vez pensamos en su lejano origen, su complicada mecánica y las leyes físicas que las gobiernan.

ONDAS EN EL MAR
En castellano las ondas, cuando se producen en el agua, tienen nombre propio: olas. Esta diferencia es importante, pues las distingue de otro tipo de ondas, como las sonoras que se transmiten en el aire en todas las direcciones. Al igual que todas las ondas, las olas tienen amplitud (altura) y longitud (distancia entre picos); también tienen frecuencia (cantidad de olas que pasan por un punto en un tiempo determinado).

A diferencia de las ondas sonoras o electromagnéticas, las ondas en el agua –las olas– son lineales, ocurren en la superficie y la relación de su frecuencia y longitud no es una constante*. Su origen puede ser un desplazamiento del fondo marino o tsunami o la acción gravitacional de la Luna y el Sol (mareas), pero casi el 100% de las más de 7.000 olas que revientan en nuestras costas cada día se origina por el viento. Su mecánica es complicada, ya que una ola transmite la energía del viento a grandes distancias a través del agua sin que esta se desplace.

SUBE Y BAJA
Al pasar una ola las moléculas de agua retroceden; después avanzan y suben; luego avanzan y vuelven a retroceder mientras bajan; describiendo una elipse (en alta mar casi un círculo), para terminar en el mismo punto. Un proceso parecido ocurre al pasar un lápiz debajo de un mantel cuyos puntos avanzan, suben y vuelven a bajar para terminar en el mismo sitio. La analogía es parcial, pero nos da una idea de cómo camina una ola sin que avance el agua. Los parámetros que describen la ola –longitud, altura, frecuencia y velocidad– están íntimamente ligados**.

La velocidad de la ola en alta mar es 1,56 veces su frecuencia (tiempo transcurrido entre ola y ola), llamada período. Así, una ola que tiene un período de 10 segundos avanza en alta mar a 15,6 metros por segundo, o sea 56 kilómetros por hora. Las olas son generadas por los vientos de las tormentas en alta mar –su energía depende de la fuerza y duración de los vientos que la forman– y viajan en series. El número de olas por serie depende de la duración de los vientos que las generaron, pudiendo ser de hasta 10, siendo lo común 5 o menos.

La serie viaja a la mitad de la velocidad de las olas individuales porque estas se van reemplazando, la primera desaparece y reaparece al final de la serie. Así, una serie generada por una fuerte tormenta en las costas de Nueva Zelanda tiene olas con un período de 20 segundos y una longitud de 600 m, que viajan a 110 km/h, pero la serie avanza solo a 55 km/h cubriendo 1.300 km al día. En junio del 2003, una tormenta que duró cuatro días en el Pacífico Sur creó un oleaje que llegó cuatro días después a nuestras costas, produciendo olas de 7 m en Pico Alto para felicidad de los tablistas.

EN LA COSTA
Todo lo que hemos descrito hasta ahora ocurre en alta mar, esto es, mientras el fondo marino es mayor a la mitad de la longitud de ola. Cuando la profundidad es menor, el comportamiento de la ola cambia. Tomemos el ejemplo del libro “Olas peruanas” ***: una ola que en alta mar tiene 150 m de longitud y una velocidad de 55 km/h. Mientras que la profundidad es de 75 m o más el fondo marino no afecta a la ola, pero a medida que la profundidad disminuye la ola se altera, su velocidad baja, su longitud disminuye y la ola gana altura. Si uno lo observa de arriba, es como una alfombra que se arruga al empujarla contra una pared.

La ola del ejemplo, con un fondo de 25 m, se acorta a 136 m de longitud y su velocidad baja a 49 km/h. Cuando el fondo tiene 10 m la longitud de la ola baja a 100 m y su velocidad a 36 km/h. Al llegar a la playa, donde el fondo tiene solo 1,30 m, la longitud de ola se reduce a 47 m y su velocidad a 17 km/h. Para entonces la ola se ha levantado hasta un punto en que no puede mantenerse estable.

El período (tiempo entre olas) es el mismo, pero están más cerca unas de otras porque van más despacio. Al crecer, la ola se vuelve cada vez más empinada (la pendiente se acerca más a la vertical). La parte alta avanza más rápido y el movimiento de las partículas es cada vez más elíptico. En un momento dado ya no se puede completar la elipse y las partículas rompen su circuito avanzando hacia delante. En ese momento la ola rompe.

Hay muchos factores que pueden intervenir en la rompiente, como los vientos, ya sea empujando o enfrentando la ola, pero por lo general esta rompe cuando el fondo marino es 1,3 veces la altura de la ola. Así, una ola de 6 m rompe cuando el fondo está a 8 m. La forma en que revienta la ola depende de la pendiente del fondo, si esta es abrupta las olas rompen en tubo y si es suave comienza a romper en forma de cresta.

Lo descrito da solo una idea aproximada de la complejidad de las olas, sus formas y rompientes. Quienes están familiarizados con el mar, como los tablistas, conocen la variedad de factores que intervienen –la forma del fondo, la marea, dirección del viento, etc.– y encontrarán muy simple mi descripción. Para ellos recomiendo una lectura cuidadosa de “Olas peruanas”, que contiene fórmulas matemáticas, tablas comparativas de olas, batimetría y describe los tsunamis y las mareas.

(*) Las ondas electromagnéticas tienen una velocidad constante (C = 300.000 km/s) por lo que la frecuencia determina su longitud.

(**) La fórmula matemática que determina la velocidad de la ola es la raíz cuadrada de la tangente de una función que incluye la longitud de onda, la profundidad del fondo y la aceleración de la gravedad. En aguas profundas esta complicada ecuación se puede simplificar y la velocidad por segundo resulta ser 1,56 veces el período.

(***) “Olas Peruanas” (2004, Gráfica Biblos), de Gonzalo Barandiarán, tiene espectaculares fotografías, describe el origen y la física de las olas.