Una investigación publicada en Nature revela que las olas del océano pueden exceder los límites conocidos de altura

Una nueva investigación revela que las olas del océano pueden alcanzar alturas y comportamientos más extremos e intrincados de lo que se suponía anteriormente. Este estudio fue publicado por Nature e involucró a un equipo multidisciplinario y varias universidades.

olas grandes
Un estudio de Nature revela que la altura de las olas puede ser mayor de lo documentado previamente, debido al poder de la tridimensionalidad.

Un equipo de científicos ha descubierto que las olas del océano pueden alcanzar alturas y comportamientos mucho más extremos de lo que se imaginaba anteriormente. La investigación, publicada en la revista Nature, revela que, en condiciones específicas, en las que las ondas provienen de diferentes direcciones, pueden alcanzar alturas hasta cuatro veces superiores a las reportadas en la literatura científica.

Hasta ahora, a menudo se suponía que las olas eran esencialmente bidimensionales. Esta suposición influyó en la forma en que los investigadores entendían el fenómeno de las olas rompientes. Sin embargo, un nuevo estudio muestra que las olas tridimensionales, que se mueven en múltiples direcciones, pueden llegar a ser dos veces más pronunciadas antes de romperse, en comparación con las olas bidimensionales convencionales. Aún más sorprendente es que estas olas pueden seguir aumentando en inclinación incluso después de romper.

Esta evidencia podría tener profundas implicaciones para el diseño de estructuras marinas, el pronóstico del tiempo y la modelización climática, al mismo tiempo que desafía la comprensión de diversos procesos oceánicos.

El Dr. Samuel Draycott, uno de los autores del estudio y profesor de Ingeniería Oceánica en la Universidad de Manchester, explica: “Hemos demostrado que, en estas condiciones direccionales, las olas pueden superar con creces el límite superior comúnmente supuesto antes de romperse. A diferencia de las olas unidireccionales (2D), las olas multidimensionales pueden llegar a ser dos veces más grandes antes de romperse”.

Olas multidimensionales: más complejas y peligrosas

Las olas tridimensionales se producen cuando diferentes sistemas de olas se propagan en diferentes direcciones, lo que da como resultado encuentros en diferentes ángulos. Un ejemplo extremo es el fenómeno del “cruce de olas”, que ocurre cuando dos sistemas de olas se encuentran o cuando los vientos cambian repentinamente de dirección, como durante un huracán. Cuanto más dispersas sean las direcciones de las olas, mayor será la posibilidad de que se formen olas grandes.

El profesor Ton van den Bremer, de la Universidad de Delft, describe el fenómeno como sin precedentes. “Una vez que rompe una ola convencional, se forma la característica cresta blanca y no hay retorno. Pero, en el caso de olas con gran dispersión direccional, pueden seguir creciendo incluso después de romperse”.

Esta complejidad sugiere que el comportamiento de las olas en los océanos dista mucho de ser simple.

Según el profesor Frederic Dias, de la University College Dublin y ENS Paris-Saclay: “Nos guste o no, las olas en el mundo real suelen ser tridimensionales, y hay muchas más formas de romper una onda en el espacio 3D que en un sistema bidimensional”.

Implicaciones para las estructuras marinas y la modelización climática

Actualmente, el diseño y los parámetros de seguridad de estructuras marítimas, como turbinas eólicas y plataformas petroleras, se basan en modelos de olas bidimensionales. Sin embargo, los hallazgos de este estudio sugieren que las olas tridimensionales pueden subestimarse en los cálculos de ingeniería, lo que puede provocar fallas inesperadas o diseños menos seguros.

El Dr. Mark McAllister, de la Universidad de Oxford, refuerza esta idea: “la tridimensionalidad de las olas a menudo se descuida en el diseño de turbinas eólicas marinas y otras estructuras marinas en general. Nuestros hallazgos sugieren que esto podría resultar en una subestimación de las alturas extremas de las olas y en diseños potencialmente menos confiables”.

Además de las consecuencias de ingeniería, esta nueva evidencia también podría afectar nuestra comprensión de procesos oceánicos más amplios. El Dr. Draycott señala que las olas rompientes desempeñan un papel clave en el intercambio de gases entre el aire y el mar, como la absorción de dióxido de carbono (CO2). Además, la forma en que rompen las olas también influye en el transporte de partículas en los océanos, como el fitoplancton y los microplásticos.

Avances en las técnicas de medición

El estudio es el resultado de una colaboración entre expertos de varias instituciones de renombre, incluidas la Universidad de Manchester, la Universidad de Oxford, la Universidad de Edimburgo, la University College Dublin, la ENS Paris-Saclay y la Universidad de Delft. Para llegar a estas conclusiones, el equipo desarrolló una nueva técnica de medición tridimensional para estudiar el comportamiento de las olas rompientes.

El Dr. Thomas Davey, responsable de FloWave, apoyado por un centro de investigación de la Universidad de Edimburgo, explicó la importancia de recrear los estados del mar en el laboratorio.

FloWave es una instalación única que simula olas y corrientes en varias direcciones en un tanque circular, permitiendo generar condiciones reales del océano en un ambiente controlado. Este entorno nos permitió aislar los factores que influyen en el comportamiento de las olas tridimensionales y medir con precisión las alturas de las olas con alta resolución espacial.

Fuentes y referencias de la noticia:

- McAllister, M.L., Draycott, S., Calvert, R.,Davey, T., Dias, F., & van der Bremer, T.S. (2024).Three-dimensional wave breaking. Nature, 633, 601–607. https://doi.org/10.1038/s41586-024-07886-z.

- FloWave.