Pueden alcanzar alturas cuatro veces más pronunciadas de lo que antes se creía posible
Los científicos han descubierto que las olas del océano pueden llegar a ser mucho más extremas y complejas de lo que se imaginaba anteriormente.
El nuevo estudio revela que en condiciones específicas, donde las olas se encuentran desde diferentes direcciones, las olas pueden alcanzar alturas cuatro veces más pronunciadas de lo que antes se creía posible.
A menudo se ha asumido que las olas son bidimensionales y hasta la fecha, la comprensión de cómo se rompen las olas se ha basado en estas suposiciones. Sin embargo, en el océano, las olas pueden viajar en muchas direcciones y rara vez se ajustan a este modelo simplificado.
Nuevos conocimientos de un equipo de investigadores, entre los que se encuentran el Dr. Samuel Draycott de la Universidad de Manchester y el Dr. Mark McAllister de la Universidad de Oxford, revelan que las olas tridimensionales, que tienen movimientos más complejos y multidireccionales, pueden ser dos veces más empinadas antes de romperse en comparación con las olas bidimensionales convencionales, y aún más sorprendentemente, continúan creciendo aún más empinadas incluso después de haberse producido la ruptura.
Imagen: La inclinación global con la que se produce el inicio de la ruptura aumenta en función de la propagación direccional. Crédito: Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07886-z
Los hallazgos podrían tener implicaciones en el diseño de las estructuras marinas, en la previsión meteorológica y en el modelado del clima, además de afectar nuestra comprensión fundamental de varios procesos oceánicos.
El profesor Ton van den Bremer, investigador de la Universidad Técnica de Delft, afirma que este fenómeno no tiene precedentes: "Cuando una ola convencional rompe, forma una capa blanca y no hay vuelta atrás. Pero cuando rompe una ola con una gran propagación direccional, puede seguir creciendo".
Las olas tridimensionales se producen debido a que las olas se propagan en diferentes direcciones. La forma extrema de esto es cuando los sistemas de olas se "cruzan", lo que ocurre en situaciones en las que los sistemas de olas se encuentran o cuando los vientos cambian de dirección repentinamente, como durante un huracán. Cuanto más dispersas sean las direcciones de estas olas, más grande puede llegar a ser la ola resultante.
El profesor Frederic Dias, del University College de Dublín y de la ENS Paris-Saclay, añadió: "Lo queramos o no, las olas del agua son más a menudo tridimensionales que bidimensionales en el mundo real. En 3D, hay más formas en las que las olas pueden romperse".
Imagen: Instalación de investigación de energía oceánica FloWave en Edimburgo. La cuenca circular tiene un diámetro de 25 metros y se puede utilizar para generar olas desde múltiples direcciones.
El diseño actual y las características de seguridad de las estructuras marinas se basan en un modelo de olas 2D estándar y los hallazgos podrían sugerir una revisión de estas estructuras para tener en cuenta el comportamiento más complejo y extremo de las olas 3D.
"La tridimensionalidad de las olas a menudo se pasa por alto en el diseño de turbinas eólicas marinas y otras estructuras marinas en general; nuestros hallazgos sugieren que esto podría llevar a una subestimación de las alturas extremas de las olas y, potencialmente, a diseños menos confiables", dijo el Dr. Mark McAllister de la Universidad de Oxford y Wood Thilsted Partners.
Los hallazgos también podrían afectar nuestra comprensión fundamental de varios procesos oceánicos.
El Dr. Draycott afirmó: "La rotura de las olas desempeña un papel fundamental en el intercambio aire-mar, incluida la absorción de CO2, y también afecta el transporte de partículas en los océanos, como el fitoplancton y los microplásticos".
El proyecto es la continuación de una investigación previa, publicada en 2018, para recrear y estudiar por completo la famosa ola gigante de Draupner por primera vez en el Centro de Investigación de Energía Oceánica FloWave de la Universidad de Edimburgo. Ahora, el equipo ha desarrollado una nueva técnica de medición de olas en 3D para estudiar más de cerca las olas rompientes.
Imagen: Un innovador conjunto de sensores hizo posible tomar mediciones precisas de las ondas en 3D (imagen cortesía de la Universidad de Edimburgo).
La cuenca de olas FloWave es un tanque de simulación de olas y corrientes multidireccional circular, especialmente adecuado para la generación de olas desde múltiples direcciones.
"Crear las complejidades de los estados del mar del mundo real a escala de laboratorio es fundamental para la misión de FloWave. Este trabajo lleva esto a un nuevo nivel al utilizar las capacidades multidireccionales de la cuenca de olas para aislar estos importantes comportamientos de rompimiento de las olas", dijo el Dr. Thomas Davey, Director Experimental de FloWave, en la Universidad de Edimburgo.
El Dr. Ross Calvert, de la Universidad de Edimburgo, añadió: "Es la primera vez que hemos podido medir la altura de las olas con una resolución espacial tan alta en un área tan grande, lo que nos permite comprender con mucho más detalle el complejo comportamiento de las olas al romperse".
El estudio se ha publicado hoy en Nature: Three-dimensional wave breaking
