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Artículos técnicos

¿Qué es el FETCH?


Se conoce en general con el nombre de fetch la distancia de la superficie del océano en el cual la velocidad y dirección del viento permanecen constantes.
La longitud de éste en la dirección del viento es igual al camino que las olas pueden recorrer permaneciendo siempre bajo su acción.
El inicio del fetch puede ser una costa o una línea sobre el mar, materializada por un frente.
El fin del fetch puede estar constituido por una costa o por una línea en la mar donde las olas alcanzan su pleno desarrollo. La longitud del fetch depende igualmente de la duración del viento.
Cuando el fetch es muy largo y el viento ha soplado durante mucho tiempo, la relación de aumento de las olas es tan pequeña que se puede suponer que cesan ya de aumentar.
En la escala de Beaufort, según la fuerza del viento, se expresan además las alturas de las olas generadas por el mismo.

INFLUENCIA DE LA PROFUNDIDAD

Cuando las olas generadas en aguas profundas se aproximan a la costa sufren algunos cambios.
Hay una variación de forma y una reducción en la longitud y la velocidad, dependiendo esta variación del decrecimiento del fondo; a veces hay también un cambio en la dirección y únicamente permanece inalterable el período.
El cambio de forma consiste en la cresta más arbolada y estrecha y los senos más aplanados.
En el limite, o sea, si la ola es suficientemente baja que permita el paso por aguas someras sin romper, se transforma en una serie de olas cortas pronunciadas, separadas entre si por una superficie comparativamente plana.
Estos cambios son debidos principalmente a una reducción en la velocidad y esta reducción no es producida por el rozamiento que experimenta sobre el fondo, sino a una variación en el flujo interior de la ola, que la disminución en el agua refuerza. La rugosidad más o menos pronunciada del fondo no tiene influencia (los bajos tanto de arena como de piedra rompen igualmente).
La reducción en la velocidad lleva consigo un decrecimiento proporcional de la longitud de onda, la cual a su vez tiende a aumentar la altura de la ola.
La variación en la dirección, denominada también refracción, tiene su origen directo en el cambio de la velocidad.
Este cambio es tal que hace que las crestas de las olas se manifiesten paralelas a la costa, cualquiera que sea la dirección en que se aproximen.
Una ola generada en aguas profundas, al llegar sobre un bajo fondo empieza a ser afectada por la profundidad cuando esta se reduce a una semi longitud de onda, que en este caso es de un 0,4 % de la velocidad en aguas profundas.
A medida que la profundidad decrece, la velocidad también decrece, y así continua hasta que las olas rompen.
La magnitud de la reducción en la longitud de onda cuando las olas entran en aguas someras depende de la profundidad limite del agua en la que pueden entrar sin romper, y también, por lo tanto, de la forma más o menos pronunciada de las olas.
El hecho de que la velocidad en aguas someras dependa de la profundidad y de la longitud de onda permite determinar la sonda de un bajo por el acercamiento de las crestas, que pueden medirse en una fotografía aérea, comparándolas con las distancias entre crestas en aguas profundas.
Si la fotografía no abarca hasta aguas profundas, puede deducirse la distancia si se conoce la velocidad actual de las olas; esto requiere simplemente un par de fotografías tomadas con una diferencia de tiempo de pocos segundos, para que pueda medirse la distancia recorrida por una cresta en un intervalo conocido de tiempo.

Rompientes

Se acaba de ver la tendencia de las olas a incrementar la altura a medida que entran en aguas someras.
Las olas, en este caso, llegan a un momento límite en el cual el incremento en altura es tal, respecto al fondo, que la cresta se hace inestable y rompe.
Esto sucede cuando la profundidad es algo mayor de la altura de la ola de cresta a seno.
La relación de profundidad y altura de ola es de 4/3, pero varía considerablemente según la forma más o menos pronunciada de la ola y la inclinación del fondo.
Las rompientes pueden ser de dos clases o una mezcla de las dos.
La primera es aquella que se ve en las playas, en que las olas en una extensión más o menos larga rompen la cresta, cayendo el agua por delante en forma de catarata.
Las olas en esto caso, al llegar a aguas someras, se hacen asimétricas, con una inclinación mayor la cara anterior de la ola que la posterior, aumentando esta inclinación hasta hacerse vertical, y en este momento la parte alta de la cresta se adelanta y cae en forma de catarata, encerrando en su caída una bolsa de aire que da lugar a un ruido característico y una gran cantidad de espuma, lo cual origina una pérdida repentina de energía.
La segunda forma de rompientes es aquella en que una ola más o menos pronunciada se mueve en aguas someras sobre una playa que tenga una gran horizontalidad.
Las olas tienden a mantenerse simétricas, con las crestas más o menos redondeadas, hasta que éstas se hacen más agudas y adoptan forma de punta.
En este momento, algo del agua en la punta se derrama formando espuma por la cara anterior de la ola.
A medida que las aguas se hacen más someras, la cantidad de espuma aumenta gradualmente y este frente de espuma se adelanta al resto de la cresta, hasta que lentamente el resto de la cresta se desmorona formando gran cantidad de espuma.
La condición en que sólo la parte alta de la cresta se derrama supone una cantidad tan pequeña de pérdida de energía que la ola puede continuar en esta forma una gran distancia con una disminución muy lenta en altura.
La forma de las rompientes ideales, en este caso, es la de una ola bastante pronunciada con un exceso de agua derramándose por su cara anterior hacia abajo.
Si estas olas pasasen a aguas más profundas, pueden reabsorber el exceso y volver casi a la forma que tenían antes de empezar a romper, mientras que en las rompientes del primer tipo, debido a la pérdida de energía, no pueden volver a su primitiva forma más que como una fracción pequeña de la original.
Esto se explica fácilmente ante un bajo fondo en que se forman rompientes del segundo tipo y que las olas continúan una vez pasado, y en el primer tipo las rompientes formadas por un malecón submarino de poca profundidad, donde las olas pierden su energía.
Una rompiente del segundo tipo se forma en la mar cuando sopla un viento fuerte, principalmente desde tierra con fetch pequeño, en que el impulso del viento obliga a las crestas a romper en su parte alta, derramándose el agua en forma de espuma por su cara anterior y conocido por los marinos con el nombre de corderitos.

Reflexión, difracción y refracción de las olas

Las olas en su propagación en aguas profundas si encuentran un obstáculo en su camino, como una pared o muro vertical, pueden reflejarse sin pérdida de energía y siguiendo las mismas leyes que rigen para la luz, o sea que el ángulo de incidencia es igual que el de reflexión.

Reflexión

Cuando la mar es profunda ante una pared vertical y las olas se aproximan normalmente a ella, la combinación de las olas incidentes y reflejadas da origen como en el caso de la luz y del sonido, a ondas estacionarias, o sea olas que no se propagan formando crestas y senos en determinados lugares, separados entre si una semi longitud de onda.
Las crestas surgen verticalmente y verticalmente caen, siendo reemplazadas por los senos; éstos a su vez crecen verticalmente hasta formar una nueva cresta y así sucesivamente. Dos veces en cada período la superficie queda plana.
En la superficie del mar existen zonas donde este desplazamiento vertical es máximo, alternando con regiones donde no existe movimiento vertical alguno. Estas regiones coinciden con las definiciones de vientres y nodos de toda onda estacionaria.
Los movimientos de las partículas de agua en estas olas no son según trayectorias circulares, sino líneas rectas, verticales en los vientres y horizontales en los nodos, con un movimiento oscilante de período igual al de la ola incidente.
Una explicación clara de la existencia de esta ola estacionaria se puede tener con un bote amarrado a un malecón de mampostería; en este caso el cabo que amarra el bote suele estar en banda y el bote se mueve en sentido vertical considerablemente.
Si con el mismo mar se amarra el bote a un pantalán de pilotes hincados en el fondo, el bote oscilará la mitad, y en cambio al paso de la cresta el cabo tesa, volviendo a quedar en banda un intervalo de tiempo igual al periodo de la ola.