Oleaje - Parte I

Las olas son movimientos ondulatorios, las cuales tienen una periodicidad, y forma irregular, que se desarrollan en la superficie del agua principalmente por acción del viento y mareas. El comportamiento de las olas depende de su ubicación con relación al radio de acción del viento que las genera.

La climatología y las características del oleaje son fundamentales en la determinación de los procesos hidrodinámicos y morfología que ocurren en la zona costera y su relación con las obras marítimas.

Para la ocupación de un área acuática y la construcción de obras portuarias, es importante contar con información sobre las olas del mar, en particular es necesario conocer la naturaleza y frecuencia de ocurrencia de las olas definidas por su período, altura y dirección.

Figura 1. Desplazamiento de las olas de viento.
Fuente: Propia, 2012

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Componentes principales de una ola

Figura 2. Definición de parámetros asociados a la onda. 
Fuente: Grupo de Ingeniería Oceanográfica y de Costas, 2000.

• Cresta: convexidad hacia la superficie que se alza sobre el nivel de reposo del mar.
• Seno: concavidad por debajo del nivel medio del mar.
• Longitud de onda (L): distancia entre dos crestas o dos senos consecutivos.
• Altura de ola (H): diferencia de altura entre cresta y seno consecutivos.
• Período (T): tiempo transcurrido entre el paso de dos crestas o dos senos consecutivos.
  

• Celeridad (C): es la velocidad de propagación de la ola = L/T.
• Profundidad (h): distancia vertical entre el lecho del océano y la superficie del mar en reposo.
• Nivel de Reposo (N.R.): nivel del mar antes de iniciarse el movimiento.
• Nivel Medio (N.M.): línea horizontal equidistante entre senos y crestas.
• Sobreelevación (ɳ): Diferencia de altura entre N.M. y N.R.

Dirección del oleaje

Para obtener la dirección del oleaje, son importantes los datos del Sailing Directions for South America y del modelo numérico WaveWatch III del Proyecto Naylamp que difunde la Dirección de Hidrografía y Navegación junto con la Marina de Guerra del Perú en su página web, en base a los cuales es posible determinar la dirección predominante del frente de olas a la costa en la zona de interés. 

En tal sentido, para la zona costera del Perú comprendida entre los 10° y 15° latitud sur se cuenta con la siguiente información:

Tabla 1. Distribución de olas Swell / 10º-15º Sur. 
Fuente: National Geospatial-Intelligence Agency, 2012.

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Figura 3. Distribución de Olas Swell, Costa Central del Perú.
​Fuente: Sailing Direction for Souyh America, 2012.

​En el siguiente video observamos el modelo numérico Wave Watch III del Proyecto Naylamp en el centro del Perú, el cual nos da una idea del proceso del oleaje (dirección y altura) desde aguas profundas hasta llegar a la costa.

Video 1. Modelo Wave Watch III.
Fuente: Dirección de Hidrografía y Navegación, 2013.

NOTA: La presentación de la página del Proyecto Naylamp (http://www.naylamp.dhn.mil.pe/dhn2/index.php?secc=costeroprocallao#) ha mejorado. No es necesario ningún programa adicional para poder visualizar la animación del modelo, simplemente, en la parte izquierda inferior se debe dar clic en el botón "ANIMA".

Corrientes Litorales y Zona de Rompientes

Otro aspecto importante en las mediciones de olas es el proceso que surge el oleaje al acercarse a las playas, por efecto del fondo marino que produce la refracción y difracción en la dirección del frente de olas, modificando las características del oleaje proveniente de aguas profundas. 

Como consecuencia de la incidencia del oleaje en la costa, se generan una serie de corrientes que ponen en movimiento masas de aguas y de sedimentos. En 1966, Shepard e Inman distinguieron cuatro tipos de corrientes: unas dirigidas según la dirección de propagación del oleaje; otras longitudinales, paralelas a la costa; otras de retorno dirigidas de tierra a mar (“rip currents” o "corrientes de resaca"), que existen cada cierta distancia a lo largo de la costa, abriéndose paso a través de la zona de rompientes ("zona surf") y de la línea de rotura del oleaje; y unas corrientes de expansión en la cabeza de cada corriente de retorno.

​Figura 4. Diagrama esquemático del sistema de corrientes litorales. 
Fuente: Inman y Frautschy, 1966 en Bricio Garberi, 2009.

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En la siguiente publicación veremos la modificación de las olas (refracción, difracción, reflexión), así como un ejemplo práctico del cálculo de altura de olas en aguas pocas profundas, altura y profundidad en la zona de rompientes a partir de alturas significantes obtenidas en mediciones.