Tormentas y cambios en el nivel del mar. Nuevo método predictivo

“En la película Twister murieron varios científicos porque querían estudiar los tornados estando muy cerca... demasiado incluso. Probablemente no habrían tenido que pasar por ello si hubieran ocupado algo como lo que proponemos en nuestro artículo”, bromea el Doctor Falcón, también investigador del Núcleo Milenio de Metamateriales Mecánicos Suaves e Inteligentes (M3S2).

Las cosas no siempre tienen un comienzo obvio. Este es el caso de esta investigación, cuyo origen se remonta a la cooperación académica internacional entre DFI-FCFM y el Departamento de Física de la Universidad de California Berkeley, en ella uno de los objetivos es estudiar la interacción de estructuras coherentes forzadas fuera del equilibrio (por ejemplo, como dos torbellinos se influyen mutuamente cuando se acercan).

“Yo fui a Berkeley a discutir los resultados de un experimento donde hacemos interactuar torbellinos (que llamamos vórtices) y ondas en la superficie del agua, esto es algo completamente experimental, pero durante una discusión con mi colega Edgar Knobloch, de la Universidad de Berkeley, -coautor del paper- me preguntó si los resultados del experimento que yo le describía eran parecidos a cuando se genera sonido por el movimiento del aire (como cuando suena una flauta). Yo le dije que no, y entonces…. me demoré un año en demostrarlo”, explicó el chileno.

Para probarlo, Falcón tuvo que estudiar cómo se describe teóricamente una tormenta dentro del agua. “Para poder meterme el tema en la cabeza, pensé en tormentas que son muy amplias en el plano, pero muy delgadas en su espesor. Cuando las velocidades de las mismas son muy altas, podemos describirlas usando dos parámetros fundamentales que nos dicen cómo cambia la velocidad y la rotación de sus remolinos. Así puedo describir las tormentas como si fueran un gran parlante generando ondas de sonido. Luego calculé cómo variaría la altura del mar (como si fueran ondas de sonido) lejos de la tormenta, y voilá... paper publicado tras un año de café y cientos de metros papel y tinta”.

Dicha variación en las olas puede ser estudiadas según su fuente, definiendo su intensidad, su tamaño y el tipo de turbulencia. Lo anterior puede tener implicancias para medir las marejadas que ocurren cerca de Chile.

Como este trabajo se encuentra a nivel teórico, lo siguiente será realizar experimentos y simulaciones numéricas para validar estas predicciones, señaló Falcón. La investigación apareció en la revista Physical Review Fluids bajo el título “Spectrum of shallow water gravity waves generated by confined two-dimensional turbulence” (Espectro de ondas de gravedad de aguas someras generadas por turbulencias confinadas bidimensionales).

Universidad de Chile / DICYT