Olas
- 1. Olas, mareas y corrien tes oceánica s. Ignacio García Linares Francisco Jesús Royan Segura Raúl Carvajal Cabello Manuel De Luis Lamelas. Colegio ECOS, Grupo Attendis. Marbella. Curso 11/12
- 2. Índice: Las olas: -Definición. -Formación. -Caracteristicas, tipos y medidas. Las mareas: -Definición y tipos. Corrientes: -Definición y tipos. Catastrofes naturales producidas por las olas. Energía que se obtiene de las olas.
- 3. Olas: definición. Las olas son ondulaciones de la superficie del agua. El viento da lugar a la formación de olas por fricción contra la superficie del agua, de manera que ciertas partículas de agua se aceleran y montan sobre otras más estáticas y ahí comienza una pequeña ondulación que, a medida que el viento le comunica mayor energía, va aumentando convirtiéndose esta ondulación en una ola.
- 4. Parámetros de una ola. Como onda que es tiene una cresta , que es la parte más alta de una ola, y un valle, que es la parte más profunda entre dos olas consecutivas. A la distancia entre dos crestas se le denomina longitud de onda (λ) y a la diferencia de altura entre una cresta y un valle se le llama altura de la ola. La amplitud es la distancia que se aparta de su posición media en una dirección perpendicular y vale la mitad de la altura. La pendiente (δ) es el cociente de la altura y la longitud de onda: δ = H / λ
- 5. Causas de las olas. 1. El viento. Transmite parte de su energía a la superficie del agua por rozamiento. Es la causa principal. 2. Maremotos. 3. Corrientes. 4. Mareas. 5. Erupciones volcánicas.
- 6. Oleaje. A las olas provocadas por el viento se les llama olas forzadas. La caída de estas olas sobre el agua genera ondulaciones llamadas olas libres u oleaje, que son las que llegan hasta las costas. Al alcanzar la costa las olas cambian de dirección, disminuye su velocidad, y se transforman, debido a la topografía marina, principalmente a la reducción de la lámina de agua. Cuando la profundidad es inferior a la mitad de la longitud de onda se producen tres fenómenos: Refracción: se produce cuando las crestas de las olas se orientan en paralelo a las isobatas ( línea que sobre un mapa une los puntos con la misma profundidad). Las olas rompen, prácticamente, en paralelo a la línea de la costa Reflexión: se produce cuando la ola se topa con un obstáculo Difracción: se produce cuando la ola se topa con un obstáculo que parte la cresta de ola (cabo, isla) y que provoca la separación de la cresta de la ola. En este caso se atenúa las olas, debido a la disipación de la energía.
- 7. Tipos de oleaje: a) Según la energía de generación u origen (Carter, 1991) • Olas marinas o de viento. Están sometidas a la influencia directa del viento que las produce, pudiendo llegar a anularse o reforzarse. • De fondo o swell. Olas que no están bajo la influencia directa del viento, a causa del cese de este, que pueden desplazarse decenas, o incluso centenas de kilómetros desde su zona de origen y según la dirección del viento sin ser mantenidas por éste. • De temporal. Mantenidas por el viento de una zona tormentosa. Puede llegar a ser un oleaje muy destructivo, con longitud de onda y periodo largos, de gran altura: desde arboladas (6 a 9m) a enormes (mayores de 14m). • Tsunamis. Oleaje asociado a la actividad submarina (tectónica, volcánica, deslizamiento), que desplaza masas de agua a gran profundidad y origina olas en superficie con amplitud pequeña (alrededor de 1 m) y gran longitud de onda(50 a 200 Km); pueden transportarse a largas distancias(centenas de Km) y velocidades (hasta 800 km./h). En el mar apenas es perceptible, sin embargo, al llegar a la costa sufre una notable transformación: cuando disminuye la profundidad, esa energía acumulada debe concentrarse en un volumen de agua mucho menor, lo cual implica mayor altura, pasando de 60-100 cm a 15-30m. Son olas muy destructivas.
- 8. b) Según su frecuencia (Munk, 1951) • Olas capilares. Se deben al roce entre laminas de aire y agua en la misma fuente del viento; están controladas por la tensión superficial del líquido. Son pequeñas rizaduras con morfología en V, cuya longitud de onda es inferior a 1'73cm y su altura aproximada unos milímetros. • Olas de gravedad. Olas generadas por la transferencia de energía desde el viento al agua y controladas por la masa movilizada. • Olas infragravitatorias. Formadas mediante interacción entre olas. Tienen amplitud baja y periodos largos. • Olas de periodo largo. Producidas por movimientos periódicos de baja frecuencia(mareas) y eventos sin periodicidad (tsunamis y tormentas).
- 9. c) Según sus propiedades hidrodinámicas • De derrame: Movimiento progresivo de atenuación en una onda y paso a la traslación; llegan a presentar rupturas encadenadas. • De vuelco: Adelanto en cada cresta respecto a su base, perdida de sustentación y enroque, ocasionando un vacío o 'voluta', con desintegración posterior y fuertes turbulencias. • Ondulada: Formación de una cresa que no llega al 'vuelco' y se diluye, al tiempo que es adelantada por su base en avance hacia la zona de batida. • De colapso: Caso mixto entre vuelco y ondulada.
- 11. Medidas de las olas: • La Escala de Beaufort es una medida empírica para la intensidad del viento, basada principalmente en el estado del mar, de sus olas y la fuerza del viento. • La Escala Douglas, es una escala que clasifica los diferentes estados del mar en 12 grados tomando como referencia el tamaño de las olas. La más utilizada.
- 12. Grado Escala Beaufort Denominación Mts. Aspect del mar 0 Calma 0 Superficie lisa. 0 1 Rizada 0-0,2 El mar se riza 1-2 2 Marejadilla 0,2-0,5 Olas bien marcadas. 3 3 Marejada 0,5-1,25 Olas largas con espuma blanca. 4 4 Fuerte marejada. 1,25-2,5 Mar rompe con murmullo const. 5 5 Gruesa 2,5-4 Ruido sordo de rodamiento. 6 6 Muy gruesa 4-6 Mar alborotado 7 7 Arbolada 6-9 + altura 8-9 8 Montañosa 9-14 crestas como cascadas 10-11 9 Enorme +14 Tapa los barcos. 12 10 Temporal muy 56-63 Olas muy grandes. Mar blanca. Se sale duro Imposible navegación 11 Temporal +64 Aire lleno de espuma y de Se sale huracanado rociones. Visibilidad casi nula.
- 13. Mareas La marea es el cambio periódico del nivel del mar, producido principalmente por las fuerzas gravitacionales que ejercen la Luna y el Sol. Según Newton, las mareas se originan por la diferencia existente en cada punto de la tierra entre dos fuerzas: -la atracción de la Luna (o el Sol) sobre dicho punto ( es mayor en los puntos más cercanos a la Luna) -y la fuerza centrífuga que sufre al girar en torno al centro de gravedad del sistema Tierra-Luna (constante en todos los puntos de la Tierra). Al girar nuestro planeta sobre sí mismo, un observador situado sobre su superficie pasaría por dos máximos, asociados a los extremos de la elipse, y por dos mínimos.
- 14. Tipos de mareas A.- Según la altura de la marea: − Marea alta o pleamar: cuando el agua del mar alcanza su altura más alta dentro del ciclo de las mareas. − Marea baja o bajamar: cuando el agua del mar alcanza su altura más baja dentro del ciclo de las mareas. Normalmente se producen dos pleamares y dos bajamares por día lunar ya que, al mismo tiempo que la Luna eleva el agua sobre la Tierra en el lado que mira hacia ella, también separa la Tierra del agua en el lado opuesto. El resultado es que el agua se eleva por encima de la superficie terrestre en dos lados diametralmente opuestos del planeta.
- 16. Tipos de mareas B.- Según las fases de la luna: Mareas vivas o sicigia: Ocurren durante las fases de luna llena y luna nueva, cuando la Luna y el Sol están alineados y sus efectos gravitatorios se suman. Mareas muertas o de cuadratura: Es el caso contrario, durante las fases de cuarto creciente y cuarto menguante, por el contrario, los efectos se restan, obteniéndose mareas de menor amplitud (coeficiente de mareas más bajo), denominadas mareas muertas. -Mareas semidiurnas: 2 mareas altas y 2 bajas cada día -Mareas diurnas: 1 marea alta y 1 baja cada día -Mareas mixtas: Sucesivas altas y bajas de diferente altura
- 17. Corrientes oceánicas: Una corriente oceánica o marina es un movimiento superficial de las aguas de los océanos y en menor grado, de los mares más extensos. Causas: -el movimiento de rotación terrestre (que actúa de manera distinta y hasta opuesta en el fondo del océano y en la superficie) -por los vientos constantes o planetarios, -la configuración de las costas y la ubicación de los continentes. -la diferente evaporación y salinidad
- 19. Tipos de corrientes A) Según su temperatura - Cálida: flujo de las aguas superficiales de los océanos que tiene su origen en la Zona Intertropical y se dirige, a partir de las costas orientales de los continentes (América del Norte y Asia) hacia las latitudes medias y altas en dirección contraria a la rotación terrestre. - Fría: flujo de aguas frías que se mueven como consecuencia del movimiento de rotación terrestre, a partir de las costas occidentales de los continentes por el ascenso de aguas frías de grandes profundidades en la zona intertropical y subtropical. - Mixta: algunas corrientes que surgen en las costas occidentales de los continentes en las zonas próximas a los trópicos se desplazan hacia el este como corrientes frías pero, en la medida en que se desplazan por los océanos más amplios, se van calentando superficialmente y se convierten en cálidas.
- 20. Tipos de corrientes 2 B) Según sus características Corrientes oceánicas, son producidas por el movimiento de rotación terrestre por lo que presentan un movimiento constante, en general, en sentido este oeste en la zona intertropical. Corrientes de oleaje, son las que modifican en gran parte el litoral y son producidas por los vientos, en especial, por las tempestades o huracanes que se asocian al movimiento de las masas de aire tanto de origen continental como marítimo. Corrientes de marea, son corrientes periódicas con ciclo diario que son producidas por la atracción lunar y en menor grado, del sol. Son corrientes superficiales de las aguas del mar y, por lo tanto, involucran en su mayor parte, aguas cálidas. Corrientes de deriva litoral: constituyen la resultante de la acción de las corrientes oceánicas al llegar a las costas cuyo trazado presenta alguna inclinación o desviación con respecto a la dirección original de las mismas. Corrientes de densidad, es la presencia vertical de dos masas de agua con distinta densidad y se presentan en los lugares de contacto entre aguas de distinta temperatura: una fría a mayor profundidad (por su mayor densidad) y otra cálida en la superficie.
- 21. Corrientes de deriva litoral
- 22. Tipos de corrientes 3 C) Según la profundidad Corrientes de profundidad, son corrientes generadas debajo de los 1000 m de profundidad, principalmente debido a la rotación terrestre, que da origen a aguas profundas, y por lo tanto frías, en las costas occidentales de los continentes en las latitudes intertropicales. Corrientes de superficie, son las corrientes originadas por la acción giratoria de la Tierra, y que se ven afectadas por los vientos predominantes, los cuales les transmiten gran cantidad de energía y generan corrientes circulares a escala terrestre o en forma de espiral, formando "bucles" en las latitudes próximas a los trópicos.
- 23. Catástrofes naturales: Los maremotos (tsunamis) son olas marinas gigantes producidas por terremotos submarinos o derrumbes del fondo del mar. Pueden atravesar miles de kilómetros a velocidades de entre 500 y 1000 km/h con muy poca pérdida de energía y al llegar a tierra, golpean contra la costa con efectos devastadores. Un megatsunami, también denominado Muro de agua, es un tsunami que excede en proporciones monstruosas el tamaño promedio de éstos. El megatsunami más grande registrado es el que se dio en Alaska el 9 de julio de 1958, en la bahía Lituya, que se elevó sobre unos 500 metros, convirtiéndose en la ola más grande de la que se tuvo registro. Llamada el terror de los mares la Ola Brava u Ola Errante es una gigantesca ola marina que puede ser generada por un siniestro en las corrientes marinas, un tifón o una gran tormenta. Su peligrosidad comienza cuando estas alcanzan navíos ya que su fuerza es capaz de encampanarlos o aplastarlos si son barcos pequeños. Este fenómeno es difícilmente previsto.
- 27. Energía que producen las olas. Energia undimotriz: -La columna de agua oscilante. Consiste en una cámara de aire fijada a la costa cuya parte inferior está sumergida en el agua. Con el movimiento de las olas mueve esta cámara , que tiene un generador. -Limpet (Land Installed Marine Powered Energy Transformer) 2001. Generador maremotriz instalado en la isla de Isley (Escocia). Consiste en una estructura de hormigón abierta en el nivel donde rompen las olas. En la parte superior tiene una cámara de aire conectada a unas turbinas que giran en el mismo sentido, y no se paran al retroceder la ola hacia el mar. Produce 500 kilovatios de electricidad con la que abastece a 400 casas. -El pelamis: Un aparato flotante de partes articuladas que obtiene energía del movimiento relativo entre estas partes. -Boyas marinas. Se utiliza las boyas sumergidas para la conversión de la energía. La oscilación de las olas mueven el cilindro y ese movimiento mecánico impulsa el generador eléctrico que produce energía electrica.
- 29. Energías que producen las olas 2. Aprovechamiento energético de las mareas. La energía mareomotriz es la energía obtenida gracias al aprovechamiento de los movimientos de las masas de agua que se producen entre la bajamar y la pleamar. Para que sea posible su aprovechamiento es necesario un estuario-bahía de suficiente capacidad y un desnivel entre mareas de alrededor de 8 metros.
- 30. Energías que producen las olas 3. Aprovechamiento maremotérmico. La leve diferencia de temperaturas que se da entren las superficies de los océanos calentados por el sol y las profundidades más frías, constituye otra fuente de energía que puede ser transformada en energía eléctrica, llamada energía maremotérmica. Una central maremotérmica es una máquina térmica en la que el agua de la superficie actúa como fuente de calor mientras que el agua extraída de las profundidades actúa como refrigerante. Su funcionamiento se asemeja a las térmicas convencionales donde un líquido se evapora para luego pasar por una turbina. En este caso, el líquido puede ser el propio agua del mar utilizada directamente, o un segundo fluido de bajo punto de ebullición como el amoniaco, que circula en un circuito cerrado calentado por el agua del mar.
- 32. Fin de la exposición