Olas gigantes: detección y avistamientos

En oceanografía, se definen las olas gigantes aquellas cuya altura es más de dos veces la altura de ola significativa (SWH). Por otra parte, se define la SWH o altura de ola significativa como «la altura media del tercio mayor de todas las olas observadas». Aunque esta definición pueda parecer algo complicada, por naturaleza, un observador tiende a poner más atención a las olas mayores, de tal manera que cuando reporta la altura de las olas, normalmente esta altura es coincidente con la altura significativa. Por lo tanto, las ondas gigantes no son necesariamente las olas más grandes encontradas en el mar; son algo más, son ondulaciones asombrosamente grandes para un estado de la mar dado. Una ola gigante puede alcanzar la altura de 3 m., si el mar está en calma, o los díez metros si la altura de la ola significatiba es de 5 ó 6 metros.

Detección de olas gigantes

Las olas gigantes son conocidas por los marineros por siglos, relacionadas a menudo con desapariciones inexplicadas en el mar, pero nadie creyó de su existencia en el pasado. Se habían considerado simplemente un mito hasta hace poco tiempo, cuando los nuevos estudios, usando los progresos tecnológicos como las boyas, los radares y los satélites, han probado científicamente la existencia de las olas extraordinarias.

Estas olas podrían ser la causa de accidentes trágicos en el mar, no sólo debido a su energía inmensa y las alturas que alcanzan sobre 30 metros, pero es su naturaleza imprevisible la que plantea una amenaza más grande; emergen como paredes de agua poderosas inesperadas que se elevan en mares tranquilos. Ésta es la razón por la cual José Carlos Nieto, investigador de la Universidad de Alcalá, Madrid, en colaboración con el centro de investigación alemán GKSS ha desarrollado una herramienta de software que puede detectar estas ondas y supervisa su evolución temporal y espacial.

Hay actualmente otros métodos de detección, como boyas espaciales para la medida de la altura de las ondas en el mar, pero la información que proporcionan no es tan completa puesto que las boyas miden solamente las ondas en un punto en el mar, careciendo asi de la dimensión espacial. Este software detecta el frente de onda de una imagen del radar y ahora está siendo comercializado por una compañía de GKSS.

Detección de olas gigantes por radar. Imagen de la izquierda corresponde a la imagen radar bruta sin procesar, mientras que la derecha está ya procesada. Crédito: Imagen cortesía de la Universidad de Alcalá.

La imagen del mar que forma en una pantalla de radar es el resultado de diversos mecanismos de interacción entre la energía electromagnética emitida por el radar y la superficie del mar. La detección de la energía reflejada de la onda por el sistema no depende tanto de la altura de onda, sino de otros factores tales como la inclinación del viento y de la ola.

La herramienta desarrollada por el profesor Nieto del Departamento de Teoría de Señal de la Universidad de Alcalá traduce la imagen del radar a una medida de la elevación de las ondas. El software utiliza un modelo matemático para evaluar y para procesar con diversos mecanismos la imagen del radar que se genera y otro modelo se utiliza para determinar las dimensiones espaciales y temporales de las ondas.

En las imágenes radar de arriba, la imagen a la izquierda corresponde con la imagen cruda del radar, mientras que el que está a la derecha es la imagen procesada una vez por el software. Gracias al código de color puede se aprecia que ondas más altas propagan como grupo. Este efecto se llama agrupamiento de ondas y tiene una gran importancia para la seguridad de las estructuras marinas tales como naves, diques, plataformas. El software se puede utilizar para proporcionar advertencias de una onda extrema inminente, dando la hora para prepararse del impacto y reducir al mínimo sus efectos.

La dinámica exacta de la onda que el software proporciona se podría también utilizar para predecir la trayectoria exacta de los derramamientos de aceite y de otros contaminantes que flotan en el mar, y lo es, en este uso, que la mayor parte de la investigación actual está siendo realizada en el Universidad de Alcalá por profesor Nieto, miembro del grupo tecnológico de alta frecuencia, entre otros especialistas como físicos e ingenieros de las telecomunicaciones del departamento de la teoría de señal del UAH.

Adaptado de un material suministrado por University of Alcal.

Referencia

University of Alcal (2007, November 19). Rogue Wave Detection. ScienceDaily. Retrieved September 25, 2009

https://www.sciencedaily.com/

Una descripción de una ola gigante por José Manuel Nieves

«El mar se hallaba totalmente en calma cuando una ola de 21 metros pareció salir del aire... Nuestro capitán, que lleva 20 años en este oficio, dijo que nunca había visto nada igual». Son las palabras de uno de los marineros del Norwegian Dawn, que el 16 de abril de 2005 se topó de pronto con tres olas gigantescas surgidas de la nada. Cuatro años antes, en pleno Atlántico Sur, otros dos barcos, el Bremen y el Caledonian Star, sufrieron graves daños tras la embestida de otra ola monstruosa. Las ventanas de ambos buques, situadas a treinta metros de altura sobre el nivel del mar, reventaron debido a la fuerza del agua. «Era como una montaña, un muro de agua que venia contra nosotros», declararía después el propio capitán del Caledonian Star.

Tampoco el lujoso Queen Elizabeth II se libró, en 1995, del encuentro con uno de estos monstruos durante una tormenta en el Atlántico Norte. «Surgió de la oscuridad», dijo después el capitán del transatlántico, y «se parecía a los acantilados blancos de Dover». Los ejemplos no faltan. Marinos y militares de todos los tiempos cuentan periódicamente sus terroríficos encuentros con olas gigantescas. En mar abierto, sin previo aviso, sin que ningún indicio delate su llegada, auténticas murallas de agua se forman de repente y embisten con una fuerza que muy pocas embarcaciones pueden resistir. Tales fenómenos, sin embargo, han sido considerados hasta hace muy poco tiempo como simples exageraciones de marineros, sin ninguna base científica.

Como un edificio de ocho pisos

Hasta que, a mediados de los noventa, observaciones realizadas por satélites demostraron que esta clase de olas (que no tienen nada que ver con los tsunamis) son mucho más comunes de lo que se creía en todos los océanos del mundo. Una de las más recientes se produjo el pasado 24 de enero de este mismo año. Ese día, la boya Augusto González de Linares, al norte de Santander, registró una ola de 26,13 metros, equivalente a un edificio de 8 pisos, durante un temporal... Pero la mayor ola registrada hasta el momento por un instrumento científico se produjo en febrero del año 2000 y fue medida por un buque oceanográfico británico en Rockall, al oeste de las costas escocesas. La ola tenía, hasta su cresta. 29,1 metros de altura.

Hasta el momento se han identificado tres tipos diferentes de olas gigantes: las llamadas «murallas de agua» que pueden viajar decenas de kilómetros antes de deshacerse; las «tres hermanas», así llamadas porque se forman de tres en tres; y las «solitarias», que se forman durante una tormenta y pueden ser hasta cuatro veces más grandes que el resto de las olas a las que acompañan, aunque duran unos pocos segundos.

Una simulación informática realizada por oceanógrafos norteamericanos permitirá saber dónde y cuándo es más probable que estas olas gigantes se formen

Durante los últimos años, y a pesar de que el fenómeno ya se toma muy en serio por parte de los oceanógrafos de todo el mundo, se ha intentado, con poco éxito, saber algo más sobre estas enormes masas de agua que se forman sin motivo aparente en mar abierto, sin importar las condiciones meteorológicas (pueden aparecer con el mar en completa calma) ni las direcciones del oleaje y las corrientes marinas dominantes (a menudo, estas olas viajan en dirección contraria a las demás). Ahora, una detallada simulación informática realizada por oceanógrafos norteamericanos permitirá saber dónde y cuándo es más probable que estas olas gigantes se formen.

Donde hay corrientes

Los lugares más propicios, según los investigadores, son las áreas costeras en las que se dan bruscas variaciones en la profundidad de las aguas y en las que haya, además, fuertes corrientes marinas. La simulación, desarrollada por Tim Janssen, de la San Francisco State University, y por Thomas HC Herbers, de la Escuela Naval de Monterrey, en California, se publican en el último número de la revista Physical Oceanography.

Según el estudio, la combinación entre bancos de arena y corrientes marinas puede hacer que las olas cambien de dirección y varíen su velocidad, concentrando toda su energía en un único punto que los científicos han denominado «zona focal de la ola». Tim Janssen compara esa zona con una especie de lupa, en la que la luz penetra y focaliza toda la energía hacia un punto concreto. De la misma forma, cuando una ola pasa sobre, por ejemplo, un banco arenoso, focaliza toda su energía hacia un punto concreto.

Y es precisamente en estos «puntos calientes» donde los investigadores han encontrado que es más fácil que se formen olas gigantes. «En un campo de olas corriente -explica Janssen- lo normal es que tres de cada diez mil olas sean gigantes. Pero en una zona focal, la cifra puede aumentar hasta tres de cada mil».

Ayuda para la navegación

Para construir su modelo, los investigadores introdujeron en el ordenador datos de olas reales. Y fueron repitiendo el experimento una y otra vez, utilizando en cada ocasión variables diferentes. «Lo realmente importante de nuestra investigación -explica Janssen a la BBC- es que es muy fácil de comprobar. Ahora contamos con una teoría, con un modelo de predicción, y podemos viajar a diferentes áreas y medir si las cosas suceden así o no».

Comprender dónde y cuándo es más fácil que se produzcan olas gigantes será, a partir de ahora, de gran ayuda para la navegación en mares de todo el mundo y para la construcción de plataformas marinas (las otras grandes afectadas) mucho más seguras. «Si sabes que un área determinada es muy propensa a formar olas gigantes -explica Janssen- entonces querrás estar lejos de ella. Cualquiera que esté en mar abierto querrá disponer de esta clase de información».

A pesar de todo, el propio Janssen admite que su estudio, por el momento, es en su mayor parte teórico. «Hemos intentado ser todo lo realistas que hemos podido, pero nos queda un largo camino para hacer predicciones lo suficientemente sólidas como para que la gente las use. A pesar de ello, es una dirección en la que trabajar».

Ejemplos de videos en la red:

http://www.youtube.com/watch?v=l_8hOai9hGQ

http://www.youtube.com/watch?v=o0fQ1eWv36o

http://www.youtube.com/watch?v=nvtwo2ugwU8&feature=fvw

Referencias

http://es.wikipedia.org/wiki/Ola_gigante

http://en.wikipedia.org/wiki/Rogue_wave

http://www.bbc.co.uk/science/horizon/2002/freakwave.shtml

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=rogue-waves-ocean-energy-forecasting