Cuando los ciclones u otras tormentas oceánicas masivas tocan tierra, sus olas gigantes azotan 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 nuevos conocimientos 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 suficiente fuerza para mover rocas de 100 toneladas.

"En este trabajo hemos analizado datos reales para demostrar 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 las olas rebeldes que hemos observado en aguas profundas, pero tienen características similares, "dijo Francesco Fedele, profesor asociado en la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental de Georgia Tech.

"Estas grandes olas cercanas a la costa todavía son causadas por interferencias constructivas:el efecto de las olas que vienen en todas direcciones diferentes y básicamente se encuentran en un punto y se acumulan para formar una gran ola, y por no linealidades de segundo orden que distorsionan la forma sinusoidal de las ondas para tener crestas más afiladas y valles menos profundos ", dijo Fedele.

El equipo de investigación también incluyó a M. Aziz Tayfun, profesor emérito de la Universidad de Kuwait, Frederic Dias, profesor del University College Dublin, y James Herterich, un asociado postdoctoral, aksi en el University College Dublin.

En el estudio, que fue patrocinado por Science Foundation Ireland, Los investigadores analizaron las mediciones capturadas por un dispositivo de perfilador de corriente Doppler acústico (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 Aran durante 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 llegó a la costa irlandesa en febrero de 2017, produjo olas de hasta 43 pies de altura de pico a valle, y la tormenta anterior en 2015 provocó olas aún más altas, tan alto como 73 pies, según las medidas del ADCP, que funciona emitiendo pulsos de sonido y midiendo la fuerza de los sonidos que rebotan en 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 ocurren en aguas mucho más profundas. Esos modelos se utilizaron en un análisis de las dos famosas olas rebeldes del mundo real, Andrea y Draupner, observado en las plataformas petrolíferas del Mar del Norte en 1995 y 2007, así como la ola rebelde de Killard observada frente a las costas de Irlanda en 2014.

"Pudimos ampliar estos modelos estadísticos, que están ampliamente validados para olas en aguas profundas, para describir olas rebeldes costeras, "Dijo Fedele.

La comparación de los perfiles de olas simulados de las olas rebeldes de aguas profundas y los perfiles de olas generados por los datos recopilados para las olas cercanas a la costa mostró un perfil similar para todos, lo que sugiere que las olas cercanas a la costa se generan de la misma manera que las de aguas profundas, Dijo Fedele.

Pero para las olas cercanas a la costa, el rompimiento de las olas desangra parte de su energía, él dijo.

"Una vez que te adentras en aguas poco profundas, las no linealidades mejoradas hacen que las ondas sean menos dispersivas y la tendencia a romperse se intensifica. "Dijo Fedele." Mucha de la energía se disipa formando casquillos blancos que chocan contra la orilla ".

La investigación podría proporcionar un respaldo 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 quieran 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 sucederán, ", Dijo Fedele." Y una vez que tenga este conocimiento utilizando estos métodos estadísticos, puedes diseñar la estructura para soportar la ola más alta ".

Fedele dijo que los próximos pasos de la investigación implicarían estudiar más sobre la mecánica física del punto en el que rompen las olas. ya sea contra la orilla como en el caso de las olas costeras, o cuando las olas rebeldes de las profundidades marinas estallan en mar abierto.