VIII. LA ACTIVIDAD DE LAS AGUAS OCE�NICAS. LA ENERG�A DEL OLEAJE

LOS vientos act�an sobre el agua del mar transmitiendo la energ�a y poni�ndola en movimiento, produciendo ondulaciones en las capas superficiales, formando el oleaje que se observa en todas las aguas del mundo y que desde el origen de los oc�anos ha golpeado las costas de los continentes.

Es dif�cil observar el movimiento ondulatorio claramente individualizado de las olas, pero en alta mar, y sobre todo en ciertos d�as de calma, se ve como la superficie es recorrida por una ondulaci�n, que presenta elevaciones llamadas crestas y depresiones denominadas valles. Estas crestas y valles se propagan con regularidad, en l�neas paralelas, que determinan el ascenso y descenso de las embarcaciones, que se mueven con ritmo pausado y solemne.

Para estudiar a las olas y sus efectos, los investigadores han empleado una terminolog�a especial para los diversos elementos de que consta. Se llama longitud de onda o de ola a la distancia que separa dos crestas consecutivas. Altura de la ola es la distancia vertical que separa la cresta del valle (depresi�n m�s baja de la ola); el peralte es la relaci�n entre la altura y la longitud de la ola; el per�odo es el tiempo que separa el paso de dos crestas sucesivas delante de un punto fijo; y la celeridad o velocidad de fase es el resultado de dividir la longitud de onda entre el periodo.

En los estudios de oceanograf�a f�sica se considera te�ricamente a las olas como una forma suave y sim�trica que puede ser descrita aplicando el modelo de propagaci�n electromagn�tica, pero en el mar el oleaje presenta gran diversidad en forma, tama�o e intensidad; sin embargo, para facilitar su estudio se distinguen dos tipos principales de ondas o de olas: las libres y las forzadas, u olas propiamente dichas.

Figura 14. Caracter�sticas de una ola.

La ola libre, tambi�n llamada pura, se produce por causas ajenas a los vientos, y el lugar donde se origina se localiza lejos del punto donde se presenta, por lo que cubre �reas extensas del oc�ano.

En cambio, las olas forzadas o de gran longitud de onda son causadas por intensas depresiones atmosf�ricas acompa�adas de vientos activos, y se localizan en un sector reducido del mar.

Las olas hacen que la superficie del oc�ano presente caracter�sticas extremadamente ordenadas, y no se debe confundir a las olas libres, que son raras, con las olas forzadas o formadas en un lugar determinado por la acci�n de un viento local.

Las olas libres se originan en sitios bien definidos y recorren la superficie marina produciendo movimientos ondulatorios que no presentan periodicidad. Por ejemplo, se considera que el oleaje que llega a la costa occidental de Marruecos surge en la regi�n de las Islas Azores; all�, por la acci�n de los vientos de gran violencia y duraci�n, se forman enormes olas piramidales que sacuden la masa l�quida y propagan la ondulaci�n resultante a enormes distancias y a una velocidad considerable en forma de olas libres. Se ha calculado que una ola inicial de 150 metros de longitud tarda 30 horas en ir de las Azores a Marruecos.

Actualmente, el lugar en donde se considera que las olas libres alcanzan su mayor altura es en el Oc�ano Ant�rtico, donde se producen olas de 30 metros, mientras que las olas m�s altas que se han observado en el Atl�ntico no rebasan los 20 metros; siendo a�n m�s bajas en el Pac�fico. En el Mediterr�neo no exceden de los 8 metros y en el Oc�ano �ndico apenas si se producen durante el verano olas de 2.5 metros de altura, pero como la longitud de ellas es, por lo general, muy corta, resultan molestas para la navegaci�n.

Entre las causas que originan este tipo de olas se encuentran las perturbaciones s�smicas submarinas, como deslizamientos, que producen una onda solitaria de peque�a amplitud, m�s o menos de un metro de altura, pero de gran longitud de onda. En alta mar estas ondas son pr�cticamente inapreciables, aunque su velocidad puede alcanzar los 80 kil�metros por hora; pero cuando llegan y chocan con el litoral, invaden m�s all� de la costa, provocando destrucciones considerables. A este fen�meno se le conoc�a como "ola de marea" o "marejada alta", pero actualmente los estudiosos lo designan con el t�rmino japon�s de Tsunami (de Tsu: puerto, y Nami: ola).

Al llegar estas olas a la costa, su altura se incrementa tanto que alcanzan varias decenas de metros como, por ejemplo, en Hawai, donde han llegado a medir 15 metros, o en las costas de Chile y Per�, que forman olas de 40 metros. La ola m�s alta de las que se tiene noticia fue una de 70 metros, registrada en Cabo Aopatka, en la pen�nsula de Kamchatka, en el a�o de 1737.

Los tsunamis no guardan relaci�n alguna con las mareas o las tempestades y se producen siempre en ciertas zonas del oc�ano, principalmente en el Pac�fico, por ser �sta la regi�n donde se presentan los terremotos marinos. El proceso es siempre el mismo: en alg�n lugar del gran oc�ano se origina un maremoto y, por causa del fuerte temblor que sacude el fondo, las aguas se retiran provisionalmente de las costas, para volver, poco despu�s, en forma de una gran ola.

Aunque los barcos muchas veces no advierten la presencia de la ola, �sta se levanta al contacto con cualquier obst�culo y forma enormes monta�as de agua produciendo estas mareas s�smicas. Pueblos enteros de pescadores han desaparecido frecuentemente a consecuencia de alg�n tsunami, sin que los hombres que se encontraban pescando o navegando en alta mar notaran el paso de la terrible marea bajo las quillas de sus barcos.

Las grandes mareas s�smicas que se producen ocasionalmente en el Pac�fico recorren enormes distancias antes de llegar a regiones de aguas poco profundas, donde originan olas de gran altura que producen aut�nticos estragos en las costas sobre las que llegan.

Por ejemplo, en el verano de 1957, un maremoto sacudi� la regi�n del Pac�fico en donde se encuentra la Isla de Oahu, del archipiel�go de las Hawai; poco despu�s, miles de personas acudieron a la playa de Honolul� para observar un extra�o fen�meno natural: hasta donde llegaba la vista, todos los arrecifes coralinos hab�an quedado al descubierto al retirarse de repente el mar a varios kil�metros de la costa; poco despu�s lleg� impetuosa una gran ola que caus� graves da�os, arrastrando casas enteras, y que cost� la vida a numerosas personas.

Algunos de estos maremotos han sido particularmente devastadores. Uno de los m�s notorios es el del terremoto de Lisboa, acaecido el d�a primero de noviembre de 1755. Una ola de 12 metros de altura barri� la orilla y caus� un total de m�s de 60000 v�ctimas y cuando el tsunami lleg� a las costas de las Antillas, en la otra orilla del Atl�ntico, sus olas ten�an la mitad de la altura inicial.

En 1883, la erupci�n del Krakatoa, en el Estrecho de la Sonda, entre Sumatra y Java, origin� una onda gigantesca que alcanz� entre 30 y 40 metros de altura en la costa y caus� la muerte de 36 000 personas. M�s terrible y perjudicial que el de Krakatoa fue el tsunami que en 1876 barri� las costas del Golfo de Bengala, habi�ndose reportado la muerte de 200 000 personas. En 1908, el sismo de Mesina provoc� otra onda de 12 metros de altura, que caus� da�os parecidos a los de Lisboa. En 1946, un tsunami azot� las costas de las Islas Hawai y en 1960, como resultado de los terremotos de Chile, se produjo un tsunami que repercuti� hasta la costa de Jap�n.

La ca�da de grandes masas p�treas pueden dar origen tambi�n a ondas que, si bien se propagan a menor distancia, son devastadoras en las regiones vecinas. Por ejemplo, el desplome de un conjunto de rocas acaecido en 1930 en la isla Madera, form� una ola de 15 metros sobre el nivel del mar. En 1934, en Noruega, una masa p�trea de cerca de 5 millones de toneladas, al caer desde 500 metros de altura, form� una ola de 37 metros que invadi� las costas cercanas, empujando algunas embarcaciones a m�s de 100 metros tierra adentro.

El hombre se muestra impotente frente a estas fuerzas desatadas de la naturaleza y ninguno de los diques que ha construido pudo resistir el embate de los tsunamis, por lo que en la actualidad, en las costas del Pac�fico, se han instalado modernos sistemas de alarmas que registran cuidadosamente todos los maremotos que se producen en ese oc�ano. En caso de peligro se informa a los habitantes de las costas para que puedan refugiarse, a tiempo, en los puntos pr�ximos m�s elevados.

Sin embargo, esta acci�n es dif�cil por la velocidad de propagaci�n de las olas de un tsunami, como el que se form� en 1940 en la fosa de las Aleutianas y que s�lo necesit� 4.6 horas para cruzar a trav�s del Pac�fico Norte hasta Honolul�, recorriendo 3 605 kil�metros, y despu�s, en 18 horas, se desplaz� 12 890 kil�metros hasta Valpara�so, Chile, a una velocidad promedio de 712 kil�metros por hora.

En relaci�n con el otro tipo de olas, las forzadas, tambi�n consideradas como olas comunes, se observa que �stas producen cambios en la superficie del mar conforme se acent�a la acci�n de los vientos que las forman, aumentando su altura en 30 cent�metros por cada milla por hora que tiene el viento de velocidad.

Oleaje	Viento	Velocidad (m/seg)
Liso	Tranquilo	0 - 0.5
Rizado	Brisa leve	1.5 - 3.5
Suave	Brisa suave	3.5 - 5.5
Leve	Brisa moderada	5.5 - 8.0
Moderado	Brisa fresca	8.0 - 10.5
Fuerte	Ventarrón	12.0 - 20.0
Borrascoso	Tormenta	25.0 - 30.0
Excepcionalmente
borrascoso	Huracán	35.0 a +

Generalmente, el mar presenta por las ma�anas una superficie tersa y por esto se le llama mar llana o mar calma, pero al presentarse la brisa se produce una fina rizadura en la superficie, formada por diminutas olas, que la convierten en mar rizada.

El periodo de tales olas es muy d�bil. La velocidad del viento es superior a la de las olas y, as�, resulta que �stas disipan la energ�a creada.

Si el viento aprieta, los rizos se convierten en olas peque�as, cuya longitud y altura aumentan tambi�n. Si sigue increment�ndose la velocidad del viento, la altura de las olas crece m�s r�pidamente de lo que permite su longitud, y entonces la cresta se cubre de espuma y aparecen las "cabrillas" y "borregos", antes de que caiga la ola.

Al disminuir el viento, la agitaci�n del mar subsiste durante cierto tiempo, produciendo un oleaje cuya importancia y extensi�n dependen de la velocidad y la duraci�n que tuvo el viento que origin� el fen�meno.

Son raras las olas cuya configuraci�n depende, exclusivamente, de un viento que sople siempre en la misma direcci�n. Los vientos reinantes en los oc�anos suelen proceder de varias direcciones y originan olas de diferentes tama�os, que pueden amortiguarse o sumar sus energ�as y formar olas todav�a mayores, produciendo una turbulencia en las aguas llamada marejada o mar gruesa.

As�, las formas en que se presentan las olas comunes en los mares son muy diversas, por lo que se hizo y se adopt� una clasificaci�n internacional de las olas, creada por el vicealmirante ingl�s sir Perey Douglas (1876-1939).

Mar número	Denominación del mar	Altura de las olas (en metros)
0	Calma	0
1	Rizada	0 — 0.1
2	Marejadilla	0.1 — 0.5
3	Marejada	0.5 — 1.25
4	Marejada fuerte	1.25 — 2.5
5	Mar gruesa	2.5 — 4.0
6	Mar muy gruesa	4.0 — 6.0
7	Arbolada	6.0 — 9.0
8	Montañosa	9.0 — 14.0
9	Enorme	Mayor que 14

Las olas no s�lo presentan movimiento en la superficie del mar, sino que cada una de ellas est� dotada de un desplazamiento interno, en virtud del cual las part�culas de agua que la forman describen un c�rculo y, debido a esto, el transporte de energ�a por la ola afecta igualmente a la superficie y a otras capas m�s profundas.

La ola tiene, en consecuencia, lo que se llamar�a el "calado de la ola", y cuando llega a aguas cuya profundidad es menor que la distancia existente entre dos crestas, el fondo la va frenando de abajo hacia arriba. En las olas siguientes la distancias entre crestas se van reduciendo progresivamente; la cima de la ola avanza a mayor velocidad que la base, formando una especie de muralla verde, transparente y con gran cantidad de espuma en su parte superior, y es entonces cuando la ola rompe sobre la playa.

Antes de desplomarse la cresta de la ola forma un rizo y se convierte en un t�nel de agua, casi transparente, que dura fracciones de segundo; el aire que se encuentra en el interior del t�nel se comprime y luego se expande, con lo que produce frecuentemente un sordo estruendo denominado el "rugir" de la rompiente.

Figura 15. Energ�a producida por las olas y las corrientes.

Figura 16. Boya experimental de Wells.

Como una variaci�n de estas olas comunes se presentan las "olas internas", que se mueven en las capas localizadas por debajo de la superficial y que se producen por cambios en la densidad del agua que forma estas capas. Su velocidad es menor que la de las olas superficiales, alcanzando de uno a 6 metros por hora, por lo que es dif�cil percibirlas, sobre todo cuando el mar est� agitado; s�lo se puede notar su presencia cuando est� en calma.

Estas olas internas fueron descubiertas a mediados del presente siglo. Los conocimientos que en la actualidad se tiene sobre ellas permiten entender varios de los fen�menos relacionados con la circulaci�n oce�nica y con las mareas.

Cuando rompen las olas en la playa descargan toda la energ�a recibida de los vientos durante el camino que recorrieron por el oc�ano. La ola, que los vientos pueden levantar a una altura de 6 o 7 metros, se estrella contra la costa con una fuerza de m�s de 25 toneladas por metro cuadrado. Y se ha calculado te�ricamente que una ola de 1.5 metros de altura y 150 kil�metros de frente, llega a la costa con energ�a suficiente para abastecer la electricidad de una gran ciudad durante un d�a entero.

Las fuerzas din�micas del mar crean una energ�a extraordinaria, por lo que el hombre se ha esforzado por captarla para su aprovechamiento. La tarea ha sido ardua, pues las variaciones de esta energ�a no pueden preverse y las instalaciones destinadas a utilizarla corren el riesgo de resultar da�adas por el exceso de esta misma energ�a, o de no contar con la suficiente para su m�ximo aprovechamiento. Esta energ�a del mar puede proceder de la fuerza del oleaje, de las diferencias de nivel creadas por las mareas, o de las corrientes.

Ante la fuerza de las olas que todos los d�as asaltan las rocas de la costa, los t�cnicos han imaginado los dispositivos m�s ingeniosos y, a veces, m�s incre�bles, para captar esta tentadora fuente de energ�a. Por ejemplo: las bombas gigantes, como la que se instal� en la base del Museo Oceanogr�fico de M�naco; flotadores articulados, como los que se pusieron en la costa argelina; o tanques elevados destinados a recoger el agua procedente de la cresta de las olas; pero, por desgracia, el rendimiento de estos dispositivos fue muy bajo.

Actualmente se han desarrollado nuevos intentos, como el aparato llamado "Oscilador de Wells", en honor a su dise�ador, Allan A. Wells, de la Real Universidad de Belfast en Irlanda del Norte, que en 1977 construy� un aparato para aprovechar la fuerza del oleaje en la producci�n de energ�a.

En el estudio de las olas, los investigadores de todo el mundo han logrado grandes progresos, lo que facilita pron�sticos �tiles que permiten desde impedir tragedias hasta el aprovechamiento del oleaje como fuente de energ�a, y a esto ha colaborado el dise�o de nuevos aparatos, como las piletas de oleaje o piletas de agitaci�n hidr�ulica en donde se hacen modelos artificiales a escala de las olas; los nuevos m�todos de observaci�n de las olas naturales en las boyas y plataformas flotantes, y el empleo de sat�lites: como por ejemplo, el Nimbus de los Estados Unidos, que pueden recoger datos en unos 40000 lugares de la atm�sfera y del oc�ano cada d�a.