Cuando los ciclones u otras tormentas oceánicas masivas tocan tierra, sus olas gigantes golpean las costas y a veces causan daños generalizados.
Ahora, un equipo internacional de investigadores ha analizado meses de datos de grandes olas cercanas a la costa para proporcionar nuevas ideas que podrían ayudar a mejorar los diseños de una variedad de estructuras costeras desde puertos marítimos hasta diques para resistir mejor las olas destructivas.
En el estudio publicado el 28 de octubre en la revista Informes científicos , los investigadores informan que combinan un modelo matemático para describir la formación de grandes olas con mediciones del mundo real tomadas en aguas poco profundas cerca de la costa de Irlanda, donde se ha informado que las olas golpean la costa con la fuerza suficiente para moverse 100-toneladas de rocas.
"En este trabajo hemos analizado datos reales para mostrar que, en el transcurso de varios meses, midiendo diferentes eventos de tormenta, encontramos que las olas extremas que hemos observado en los datos costeros tienden en promedio a ser más pequeñas que lasolas rebeldes que hemos observado en aguas profundas, pero tienen características similares ", dijo Francesco Fedele, profesor asociado de la Escuela Tecnológica de Ingeniería Civil y Ambiental de Georgia Tech.
"Estas grandes olas cercanas a la costa todavía son causadas por interferencia constructiva: el efecto de las olas que vienen en todas direcciones diferentes y básicamente se juntan en un punto y se acumulan para formar una onda grande, y por no linealidades de segundo orden que distorsionan la forma sinusoidal delas olas tienen crestas más agudas y canales más bajos ", dijo Fedele.
El equipo de investigación también incluyó a M. Aziz Tayfun, profesor emérito de la Universidad de Kuwait, Frederic Dias, profesor en el University College de Dublín, y James Herterich, un asociado postdoctoral, aksi en el University College de Dublín.
En el estudio, patrocinado por Science Foundation Ireland, los investigadores analizaron las mediciones capturadas por un dispositivo de perfil de corriente acústica doppler ADCP que se implementó durante varios meses en el fondo del océano frente a Killard Point durante la primavera de 2015 y frente a las Islas Arandurante la primavera de 2017. Durante ese tiempo, el dispositivo pudo capturar datos de dos tormentas intensas que produjeron grandes olas costeras.
La tormenta más reciente, Doris, que azotó la costa irlandesa en febrero de 2017, produjo olas de hasta 43 pies de pico a valle, y la tormenta anterior en 2015 causó olas aún más altas, de hasta 73 pies, según elmediciones del ADCP, que funciona emitiendo pulsos de sonido y midiendo la fuerza de los sonidos que rebotan de las partículas flotantes para calcular la altura del agua.
Los investigadores utilizaron esos datos para compararlos con los modelos estadísticos Tayfun-Fedele y Boccotti utilizados para explicar las olas oceánicas rebeldes que se producen en aguas mucho más profundas. Esos modelos se utilizaron en un análisis de las dos famosas olas rebeldes del mundo real, Andrea yDraupner, observado en las plataformas petroleras en el Mar del Norte en 1995 y 2007, así como la ola rebelde de Killard observada en la costa de Irlanda en 2014.
"Pudimos extender estos modelos estadísticos, que están validados en gran medida para las olas en aguas profundas, para describir las olas rebeldes costeras", dijo Fedele.
Al comparar los perfiles de olas simuladas de las olas deshonestas de aguas profundas y los perfiles de olas generados por los datos recopilados para las olas cercanas a la costa, mostraron un perfil similar para todos, lo que sugiere que las olas cercanas a la costa se generaron de la misma manera que las aguas profundasunos, dijo Fedele.
Pero para las olas cercanas a la costa, la ruptura de las olas elimina parte de su energía, dijo.
"Una vez que entras en aguas poco profundas, las no linealidades mejoradas hacen que las olas sean menos dispersivas y la tendencia de las olas a romperse se intensifica", dijo Fedele. "Mucha de la energía se disipa formando casquillos blancos que chocan contra la orilla".
La investigación podría proporcionar una base para los diseños de estructuras costeras que se construyen para resistir las fuerzas de las olas a lo largo del tiempo.
"Para las personas que desean diseñar estructuras costeras, necesita saber cuál es la ola más grande que se romperá en un área costera durante la vida útil de la estructura: cuál es la ola más grande de los millones de olas o más que lo haránsuceda ", dijo Fedele." Y una vez que tenga este conocimiento utilizando estos métodos estadísticos, puede diseñar la estructura para resistir la ola más alta ".
Fedele dijo que los próximos pasos de la investigación consistirían en estudiar más sobre la mecánica física del punto cuando rompan las olas, ya sea contra la costa como en el caso de las olas costeras, o cuando las olas deshilachadas de aguas profundas estallen en aguas abiertas.
Este material se basa en el trabajo respaldado por la Science Foundation Ireland. Cualquier opinión, hallazgo, y conclusiones o recomendaciones expresadas en este material son de los autores y no reflejan necesariamente los puntos de vista de los patrocinadores.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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