La naturaleza no lineal de las olas oceánicas les proporciona un impulso adicional
El día de Año Nuevo de 1995, una monstruosa ola de 24 metros en el Mar del Norte se estrelló contra la plataforma petrolífera Draupner. El muro de agua derrumbó las barandillas de acero y arrojó equipo pesado por la cubierta, pero su mayor impacto fue lo que dejó atrás: datos concretos. Era la primera vez que se medía una ola gigante en mar abierto.
"Confirmó lo que los marineros habían descrito durante siglos", dijo Francesco Fedele, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental de Georgia Tech. "Siempre hablaban de estas olas que aparecen repentinamente y son muy grandes pero, durante mucho tiempo, pensamos que era solo un mito".
Repensando las olas gigantes
Esa ola, que ya no era cosa de leyenda, sorprendió a los científicos y dio inicio a décadas de debate sobre cómo se forman las olas gigantes.
Fedele, un veterano escéptico de las explicaciones convencionales, dirigió un equipo internacional para investigar el origen de las olas gigantes. Los resultados subrayan la importancia de sus hallazgos. El equipo analizó 27.500 registros de olas recopilados durante 18 años en el Mar del Norte. Se trata del conjunto de datos más completo de su tipo.
Cada registro recogió 30 minutos de detallada actividad oleativa: altura, frecuencia y dirección. Sus hallazgos desafiaron las arraigadas suposiciones. Para que se produzcan, estas imponentes olas no requieren fuerzas "exóticas", sino la alineación correcta de las conocidas.
Fedele explicó: "Las olas gigantes siguen el orden natural del océano, no son excepciones. Esta es la evidencia más definitiva del mundo real hasta la fecha".
Olas extraordinarias, física ordinaria
La teoría dominante sobre la formación de olas gigantes ha sido un fenómeno llamado inestabilidad modulacional, un proceso en el que pequeños cambios en la sincronización y el espaciamiento entre olas provocan que la energía se concentre en una sola ola. En lugar de distribuirse uniformemente, el patrón de la ola cambia, provocando que una ola crezca repentinamente mucho más que las demás.
Fedele señaló que la inestabilidad modulacional "es principalmente precisa cuando las olas están confinadas dentro de canales, como en experimentos de laboratorio, donde la energía solo puede fluir en una dirección. En mar abierto, sin embargo, la energía puede propagarse en múltiples direcciones".
Imagen: Plataforma de petróleo y gas Ekofisk B, operada por ConocoPhillips Noruega, en el centro del Mar del Norte. Los láseres se ubican en el centro de la pasarela. Crédito: Mika P. Malila
Análisis a fondo de los datos
Cuando Fedele y su equipo analizaron los datos del Mar del Norte, no encontraron evidencia de inestabilidad modulacional en las olas gigantes. En cambio, descubrieron que las olas más grandes parecen ser producto de dos efectos más simples:
1. Enfoque lineal: cuando las olas que viajan a diferentes velocidades y direcciones se alinean al mismo tiempo y lugar. Se apilan para formar una cresta mucho más alta de lo habitual.
2. No linealidades de segundo orden: efectos naturales de las olas que estiran su forma, haciendo que la cresta sea más pronunciada y alta, mientras que el valle se aplana. Esta distorsión hace que las grandes olas sean entre un 15 % y un 20 % más altas.
Fedele explicó que cuando se alinean estos dos comportamientos estándar de las olas, el resultado es una ola mucho más grande. La naturaleza no lineal de las olas oceánicas les proporciona un impulso adicional, impulsándolas a expandirse aún más.
Del fracaso al pronóstico
Fedele enfatizó que esta investigación tiene una urgencia real. Las olas gigantes no son solo teóricas, sino reales, potentes y un peligro para los buques y las estructuras marinas. Fedele explicó que muchos modelos de pronóstico aún tratan las olas gigantes como accidentes impredecibles. "Son extremas, pero tienen explicación", afirmó.
Añadió que es crucial actualizar estos modelos. "Es fundamental para la seguridad de la navegación marítima, las estructuras costeras y las plataformas petrolíferas", explicó Fedele. "Deben estar diseñados para resistir estos eventos extremos".
Imagen: Conjunto de datos de Ekofisk: función de densidad de probabilidad conjunta de la altura normalizada de la cresta y las alturas de los valles de los desplazamientos de superficie libre no sesgados y no lineales del conjunto de estados del mar en metros. Scientific Reports (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-07156-6
La investigación de Fedele ya está influyendo en la percepción que otros tienen sobre el riesgo oceánico. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y la empresa energética Chevron utilizan sus modelos para pronosticar cuándo y dónde es más probable que golpeen olas gigantes.
Fedele utiliza ahora el aprendizaje automático para analizar décadas de datos sobre olas y entrenar algoritmos para detectar las sutiles combinaciones (altura, dirección y tiempo) que preceden a las olas extremas. El objetivo es proporcionar a los meteorólogos herramientas más precisas que predigan cuándo podría azotar una ola gigante.
La lección de este estudio es simple: las olas gigantes no son la excepción a la regla, sino su consecuencia. La naturaleza no necesita romper sus propias leyes para sorprendernos. Solo necesita tiempo y un momento excepcional en el que todo se alinee de forma incorrecta.
Aunque las olas del océano puedan parecer aleatorias, las olas extremas, como las gigantescas, siguen un patrón natural reconocible. Cada gigante lleva una especie de "huella dactilar": un grupo de olas estructurado antes y después del pico que revela cómo se formó.
"Las olas gigantes son, simplemente, un mal día en el mar", dijo Fedele. "Son fenómenos extremos, pero forman parte del lenguaje del océano. Por fin estamos aprendiendo a escuchar".
Los hallazgos se han publicado en Scientific Reports: Effects of bound-wave asymmetry on North Sea rogue waves
