En muchas zonas costeras y gargantas, los acantilados inestables a menudo fallan cuando la roca de base debajo de ellos es aplastada. Se pueden crear grandes olas de agua, lo que amenaza la seguridad humana.
En esta semana Física de fluidos , de AIP Publishing, los científicos en China revelan el mecanismo por el cual estos acantilados colapsan, y cómo se crean grandes olas parecidas a tsunamis, conocidas como ondas de impulso. Pocos estudios experimentales de este fenómeno se han llevado a cabo, por lo que este trabajorepresenta datos nuevos y valiosos que se pueden usar para proteger contra desastres inminentes.
Los experimentos se llevaron a cabo en una caja rectangular transparente. Se colocó una gran masa de agua en un extremo de la caja y una pila granular en el otro. La pila está separada del agua por una puerta móvil. Cuando la puertase eleva rápidamente, la pila se derrumba y se desliza hacia el agua, lo que induce la acción de las olas.
La forma de las partículas granulares se eligió para parecerse a las formas de las muestras del área del embalse de las Tres Gargantas en China. Se observó movimiento del cuerpo de agua con partículas flotantes y suspendidas adicionales. Los movimientos de este segundo grupo de partículas fueron detectados poruna cámara fuera de la caja a 100 cuadros por segundo.
Los investigadores variaron el ancho y la altura de la pila granular y, por separado, la altura del cuerpo de agua. Se descubrió que la relación altura-anchura de la pila era crítica, determinando cómo se colapsa la pila y los tipos deondas de impulso producidas.
La pila se derrumbó en cuatro etapas, eventualmente alejando el agua. Los movimientos de agua resultantes se transfirieron nuevamente a la pila bajo ciertas condiciones, creando vórtices. Se generaron tres tipos de ondas de agua: ondas de transición, ondas solitarias y perforaciones.
Las ondas de transición decaen gradualmente a medida que se propagan. Sin embargo, las ondas solitarias consisten en una única cresta de agua que se mueve rápidamente, sin disminuir su amplitud. En un agujero, la parte superior de la onda se rompe y se derrama hacia adelante.
Al ajustar los datos experimentales observados a una fórmula, los investigadores desarrollaron una forma de predecir qué tipo de onda se produciría.
"Estas fórmulas son muy adecuadas para el colapso de pilas granulares parcialmente sumergidas", dijo el coautor Huang Bolin.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :