Mecnica de Fluidos: Curva de las olas cuando llegan a la costa o playa Daniela Buitrago, Andrea Cardozo Universidad Autnoma de Occidente, Santiago de Cali.

Mecnica de Fluidos: Curva de las olas cuando llegan a la costa o playa Daniela Buitrago, Andrea Cardozo Universidad Autnoma de Occidente, Santiago de Cali.

INTRODUCCINLas olas son consideradas todo tipo de oscilacin, generada en la superficie del agua de forma peridica. Son producidas gracias al efecto del viento en alta mar, haciendo que se propaguen hacia las costas. A lo largo de dicha propagacin, estas experimentan diversos cambios, ya que se alteran sus caractersticas principales que son: longitud de onda (), altura (H) y periodo (T). Los fenmenos involucrados son el de difraccin y refraccin. las molculas del aire al entrar en contacto con las molculas del agua por la accin del viento generan fuerzas entre ellas que modifican la superficie del ocano dando lugar a pequeos rizos conocidos como olas de capilaridad, estas ondas se caracterizan por tener una longitud de onda corta, su principal fuerza de restitucin es la capilaridad y brindan una mayor superficie de contacto con el viento, incrementando la friccin entre el agua y este elemento originando el crecimiento de la ola al permitir que el viento pueda ejercer mayor presin sobre estas; cuando la longitud de onda de la ola son grandes la fuerza de restitucin de deber nicamente por la fuerza de gravedad por lo que las denominaremos ondas de gravedad.El tamao de las olas generadas por campos de viento, depende de tres factores, la velocidad, la duracin del viento y el alcance o las distancias sobre la cual la energa del viento es transferida al ocanoCaractersticas fsicas de las olas.La longitud de onda L es la distancia que hay entre dos picos consecutivos, la altura H de onda es la diferencia en altura entre un pico y un valle, y el periodo T es el tiempo en segundos que tarda un valle o un pico de la ola en recorrer su longitud de onda, La frecuencia f de la ola se define como el nmero de oscilaciones pico a pico o valle a valle de la superficie de la ola.

Ilustracin 1. Caractersticas onda.

En el ocano, las partculas producen un movimiento circular cuando es profundo; mientras, en aguas costeras producen un movimiento elipsoidal.

DifraccinEn este fenmeno la energa del oleaje se dispersa rodeando la barrera u obstculo, generando la aparicin de pequeos sistemas de olas en aguas protegidas por el obstculo, cuando las olas traspasan la barrera entran a una zona de calma adoptando una forma curva, disminuyendo su altura H sin alterar la velocidad ni la longitud de onda.Ilustracin 2. Fenmeno de difraccin.

Reflexin.Este fenmeno ocurre cuando las olas chocan con un obstculo o una barrera vertical, la ola se refleja conservando gran cantidad de su energa. Si la secuencia de las ondas es regular, la suma de la ola incidente ms la reflejada generaran una onda estacionaria en la que se anulan los movimientos horizontales, permaneciendo solo el movimiento vertical que ser de doble altura y de doble energa, esto por la superposicin de estas dos olas.Ilustracin 3. Fenmeno de reflexin.

DESARROLLORefraccin. Las olas cuando se acercan al fondo del mar, sufren procesos fsicos donde se disipa o distribuya la energa. Estos mtodos modifican directamente la altura, esto, ya que la velocidad de las olas en aguas poco profundas depende de la profundidad, dada por la siguiente ecuacin:

Ilustracin 4. Ecuaciones de velocidad de fase de una ola. La fraccin de ola que viaja por la parte ms profunda tiene mayor aceleracin, haciendo que se curve o cambie de direccin. Es decir, cuando las olas se van aproximando a la playa, su velocidad y longitud de onda disminuye, pero su altura aumenta; hasta que la velocidad de las partculas del agua excede la velocidad en que avanza la ola, se hace inestable y se rompe. Tal fenmeno es denominado refraccin de olas y se cumple cuando la relacin entre la altura de onda H y la profundidad del agua h es aproximadamente 0,78.

Ilustracin 5. Rompimiento de una ola en la costa.El rompimiento de las olas sobre la costa, tiene una relacin con la pendiente de la playa sobre la cual viajaran. Se conocen tres tipos de rompimiento los cuales son: Tubo Surcado Dispersivo El encorvamiento de las crestas de las olas que llegan a la costa o playa, se debe a que la velocidad con que viajan por la superficie depende solo de la profundidad. Esto hace que las olas se propaguen por encima del mar; donde la elevacin de las crestas respecto al fondo aumentan y son ms grandes en comparacin con los valles que le anteceden, adelantndose a estos y curvndose hacia adelante. Hasta que llega a un punto donde la altura de la cresta equivale a tres cuartas partes de la profundidad, la ola no puede mantener su forma y por tal se derrumba.CONCLUSIONES La transformacin de la altura de una ola, viene debido a los cambios en la aceleracin y la disminucin de la profundidad La altura del oleaje est limitada fsicamente por la profundidad, la ola se hace inestable y se rompe. Se puede conocer la batimetra de una zona cerca a la playa o costa gracias al anlisis de la refraccin. La refraccin de olas es causada por cambios en la velocidad de propagacin de las ondas en funcin de la profundidad. Cuando la profundidad se reduce, el cambio es ms pronunciado hace que las olas llegan a la playa y sus crestas se hacen casi paralelas a la lnea de la costa. BIBLIOGRAFA Universidad Politecnica de Cataluya. Oleaje: Propagacion. Recuperado 3 abril 2015. Sitio Web http://ocw.camins.upc.edu/materials_guia/250241/2014/Tema_02-3_Propagacion_UPC.pdf;jsessionid=789B77018A2D81850005EEDC7AA6AC30. Universidad Catolica de Chile Geomorfologa Dinmica y Climtica.Geomorfologa Litoral Agentes y procesos costeros. Recuperado 3 abril 2015. Sitio web http://www7.uc.cl/sw_educ/geografia/geomorfologia/html/4_1_1.htmlComunidad EduAmbiental. Recuperado 3 abril 2015.Sitio web http://comunidad.eduambiental.org/file.php/1/curso/contenidos/docpdf/capitulo22.pdf 2015. [ONLINE] Available at: http://ocw.camins.upc.edu/materials_guia/250241/2014/Tema_02-3_Propagacion_UPC.pdf;jsessionid=789B77018A2D81850005EEDC7AA6AC30. [Accessed 9 April 2015].