Olas. Formación

Comentamos en el sumario que el viento es la causa principal de la formación ondular,.

En su desplazamiento a una determinada velocidad, su energía cinética es proporcional al cuadrado de dicha velocidad.
Al friccionar el aire contra la superficie del agua, acelera.
Una parte de esta energía cinética se pierde con el rozamiento en la superficie del mar y por la viscosidad (salinidad y temperatura) y otra parte es trasmitida a la mar provocando que ciertas partícula de agua monten sobre otras más estáticas, por lo que se crea un movimiento oscilatorio de las partículas del líquido y otra longitudinal, en la dirección de propagación de la onda

Hay que distinguir entre dos movimientos distintos. El primero es la oscilación del medio movido por la onda que en este caso, es un movimiento circular. El segundo es la
propagación de la onda, que se produce porque la energía se transmite con ella, trasladando el fenómeno con una dirección y velocidad, llamada en este caso velocidad
de onda. Estas olas alcanzarán más o menos altura dependiendo de la energía transferida por el viento, que este sople en una misma dirección y en su mayor o menor recorrido.
La velocidad mínima del viento para que su energía sea capaz de formar olas, es de 6 nudos, ya que se necesitan 5 nudos para romper la viscosidad o elasticidad del agua.
Desde este momento la ola va desarrollándose tanto en altura como en longitud hasta que el viento alcanza una velocidad de 10 nudos, para a partir de esta velocidad crecer más en altura.

Mientras dure el viento, la forma de la ola es desigual sin un perfil determinado, ("olas forzadas" ).
Despues de cesar el viento su perfil se asemeja a la figura geométrica del "trocoide" o curva plana que describe un punto, vinculado a una circunferencia generatriz, que rueda sobre una línea recta directriz, tangencialmente, sin deslizamiento.

El descubrimiento de la forma trocoidal vino de la observación de que las partículas en el agua ejecutan un movimiento circular sin avance neto significativo en su posición.
El movimiento del agua es hacia adelante como el pico de los pasos de onda, pero hacia atrás como el valle de los pasos de onda, llegando de nuevo en la misma posición cuando llega el siguiente pico.
(En realidad, los experimentos muestran un ligero avance del agua con las olas, pero que es pequeño en comparación con el movimiento circular en general.)

Los descubrimientos realizados por el físico Bascom defensor de la teoría trocoidal determinan que los círculos resumen el movimiento total del medio cuando una longitud de onda completa pasa y Se encontró que había una pequeña progresión de las órbitas en la dirección de la propagación de la onda.

El hecho de que el movimiento del agua en la profundidad se aplana en un salto hacia adelante y hacia atrás se observa fácilmente por los buzos en los arrecifes poco profundos. El efecto de las ondas que viajan se traduce en movimiento hacia adelante y hacia atrás del buceador. Toda la descripción de las olas anterior se aplica a las ondas de longitud de onda larga "ondas de gravedad", lo que implica que son controladas principalmente por la gravedad y la inercia. Su onda acelera aumenta con la longitud de onda, un comportamiento que se llama "dispersión normal". Para ondas cortas de 1,73 cm, ("ondas capilares) la tensión superficial del agua ejerce una fuerza de control. Su velocidad aumenta a medida que la longitud de onda se hace más corta, un comportamiento que se llama "dispersión anómala". La velocidad de propagación mínima a la longitud de onda de 1,73 cm es de 23,1 cm / s.

COMPORTAMIENTO Y CARACTERÍSTICAS DE LAS OLAS GENERADAS POR EL VIENTO

Recalcando lo leido anteriormente, Las olas son el resultado visible de la transferencia energética del viento a la mar. Sin viento no hay olas, aunque el viento sople en regiones alejadas del lugar donde se observe oleaje (mar de fondo o tendida)mientras el viento está soplando se generan olas confusas o olas forzadas, sin dirección definida, con predominante.
Al actuar el viento sobre la superficie marina ejerce una tensión (fuerza por unidad de área) con una cierta componente tangencial a la superficie y una cierta componente normal a ésta. En consecuencia, la superficie se eleva y se hunde y la perturbación se desplaza en
la dirección del viento (barlovento). Este proceso continúa en el tiempo y se va complicando a medida que el viento sufre variaciones en su intensidad y el oleaje se intensifica.

La energía mecánica transmitida depende de la velocidad relativa viento-olas. Si la velocidad del viento es superior, hay transmisión de energía del viento a las olas, en caso contrario, al revés. La eficiencia de este fenómeno de interacción depende también de la
forma de las olas. (ver modelo simple de trasmisión de trayectorias circulares con un radio que disminuye con la profundidad). Además la ola se propaga en una determinada dirección. La curva resultante de combinar ambos movimientos es una trocoide.
El perfil de una trocoide depende de la relación entre la longitud de onda L del movimiento ondulatorio que genera el oleaje y del diámetro de la circunferencia que describen las partículas materiales, 2R:
- Si L/2R<π, resulta la trocoide estable.
- Si L/2R=π, la trocoide se convierte en cicloide.
- Y si L/2R>π, el perfil corresponde a una trocoide inestable y la ola rompe, apareciendo rociones en sus crestas.

Cuando las olas abandonan la zona en que sopla el viento se van propagando de acuerdo con su velocidad c, que es función de la longitud de onda λ, (distancia entre dos olas consecutivas).
Las olas se agrupan, por sus longitudes de onda, formándose así olas casi regulares, (no existe una regularidad perfecta) que dan lugar a la mar tendida.
Las olas se trasladan, pero no las partículas de agua, que se mueven en trayectorias elípticas o circulares. Las órbitas se consideran, para su estudio, cerradas, aunque en realidad son abiertas, es decir, el oleaje está asociado a un transporte de corriente.