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II.1 OLEAJE.El fenmeno del oleaje es un fenmeno natural del Ecuador y de muchos pises costeros en donde se lo viene analizando mucho tiempo atrs. El objetivo de entender a cabalidad el comportamiento de un oleaje es el de saber su frecuencia e intensidad para que no afecte al turismo y no haya daos tanto materiales como humanos.

Por ejemplo al referimos a la pesca, es muy peligroso llevar acabo esta actividad ya que las olas tienen mayor tamao y aparecen con mas fuerzas de lo normal y los mas importante una tras otra de manera inusual.

Para facilitar el trabajo se necesita un modelo matemtico que se acerque a la realidad y que nos brinde en lo ms posible datos exactos. Se sabe de antemano que antes de referirnos a cualquier modelo matemtico necesitamos una investigacin previa.

Generalidades:II.1.1 CLASIFICACION DE LAS ONDAS. Las ondas ocenicas se pueden clasificar de diferentes maneras. Unaclasificacin sebasa en sus perodos caractersticos, otra en las fuerzas que las perturban ogeneran. Olas de Viento provocadas por el forzante meteorolgico (viento, presin del aire); el mar local y el mar de fondo pertenecen a esta categora. Se trata de ondas cortas (=100 m). Tsunamis provocadas por sismos , desplazamientos de tierra o erupcionesvolcnicas. Estasondas se nombran como ondas largas. (= 100 Km).

Mareas provocadas por el forzante astrnomico; estas son siempre ondas largas.(=10.000 Km)

II.1.2 TEORIA DE OLEAJE. PRIMERA APROXIMACION DE STOKES. El desarrollo de la Teora de las olas se basa en la aplicacin de las ecuaciones de Navier-Stokes en el flujo de fludos viscosos en rgimen no permanente.

La teora que se trata en el texto se conoce comoTeora de Stokes .Algunos autores, comoIribarrenpor ejemplo, prefieren la Teora Trocoidal la cual tiene un tratamiento matemtico ms complicado.

Para su estudio las olas se clasifican enOlas de pequea amplitudyOlas de amplitud finita. Las primeras representan alteraciones pequeas en la superficie del agua y no ocasionan problemas notables a las estructuras que estn localizadas en alta mar o en la costa. Las olas de amplitud finita son las olas que interesan en los diseos de puertos, estructuras marinas y obras de proteccin de playas.

Podemos hablar de un oleaje cuando observamos una sucesincontinuas de olas.Uno de los rasgos ms sobresalientes del fenmeno del oleaje es su periodicidad, caracterstica que podemos apreciar cuando vemos lasucesin de una ola tras otra despus de transcurrido cierto tiempo(o perodo) entre ellas. Sin embargo, observando con ms cuidado,podemos notar que en esta sucesin de olas, ninguna de ellas esigual a las dems.Desde el punto de vista del lgebra lineal, estas amplitudes no son mas que los coeficientes de un conjunto de vectores que se combinan linealmente para dar un vector resultante.

Otra clasificacin se basa en la representacin en un espectro de frecuencia, detodas las ondas ocenicas. Distingue entre ondas capilares, ondas gravitatorias,ondas de largo perodo, ondas de marea y transmareales (ms largas que marea).

Existe an otra clasificacin que se basa en las fuerzas restauradorasresponsables de regresar las partculas de agua a su posicin promedio en lacolumna de agua (tensin superficial, gravedad y coriolis)

El estudio de las olas de pequea amplitud se basa en laTeora Linealen la forma como fue desarrollada por Stokes. Es una aplicacin simplificada de la ecuacin general del flujo no permanente. Supone que el flujo es irrotacional y utiliza solamente el primer trmino de la ecuacin de Navier-Stokes. El resultado es una Ola Sinusoidal que tiene las siguientes caractersticas:ticas:

Para el anlisis de las Olas de Amplitud Finita, Stokes aade a las ecuaciones de la Teora Lineal los trminos de orden superior de la ecuacin de Navier Stokes. A continuacin se observan las caractersticas de la Ola de Stokes de Segundo Grado:

II.1.3 GEOMETRIA ESTADISTICA DE OLEAJE. DISTRIBUCION DE RAYLEIGH. En la teora de laprobabilidadyestadstica, ladistribucin de Rayleighes unafuncin de distribucincontinua. Se suele presentar cuando un vector bidimensional (por ejemplo, el que representa la velocidad del viento) tiene sus dos componentes, ortogonales, independientes y siguen unadistribucin normal. Su valor absoluto seguir entonces una distribucin de Rayleigh. Esta distribucin tambin se puede presentar en el caso de nmeros complejos con componentes real e imaginaria independientes y siguiendo una distribucin normal. Su valor absoluto sigue una distribucin de Rayleigh.

II.2.3 CLASIFICACION DE CORRIENTES.Podemos hablar de cinco grandes grupos de Corrientes:

Ocenicas:Son aperidicas, como en el caso del Gulf Stream, o con periodos muy largos, como el caso de las monznicas. Transportan considerables masas de agua a distancias de millares de kilmetros afectando a la capa de agua superficial (primeros centenares de metros).

De marea:Peridicas, diurnas o semidiurnas, y estn afectadas por la atraccin lunar.

Corrientes que acompaan al oleaje y la marejada:Son las responsables de las grandes modificaciones del litoral en el curso de las tempestades, bajo el efecto de corrientes que pueden alcanzar velocidades de 0,50 m/seg.

Corrientes de turbidez:Coexisten casi siempre con otras corrientes, teniendo una gran influencia en su gnesis y extensin, como por ejemplo en las grandes corrientes ocenicas.

Corrientes de densidad:Se deben a la presencia vertical de dos masas de agua con densidades diferentes, de modo que la superior tenga mayor densidad que la inferior y la superficie isobrica sea oblicua, actuando sobre ambas masas la fuerza de coriolis que facilita el desplazamiento de una sobre otra.II.1.4 PREDICCION DE OLEAJE. Descripcin del Sistema de Prediccin del Oleaje (AEMET/OPPE)El Organismo Pblico Puertos del Estado (OPPE) conjuntamente con la Agencia Estatal de Meteorologa (AEMET) produce y distribuye dos veces al da una prediccin de viento y de oleaje para el Atlntico Norte y la cuenca occidental del Mar Mediterrneo.

La prediccin de viento, utilizada como forzamiento de los modelos de generacin de oleaje, procede del modelo meteorolgico de rea limitada HIRLAM, operativo en en la AEMET. El horizonte de esta prediccin es de 72 horas para el Atlntico y el Mediterrneo, con campos previstos cada 3 horas.

El sistema de prediccin de oleaje arranca diariamente a las 5 horas y a las 17 horas. Aproximadamente una hora despus estn disponibles los resultados que aparecen en este servidor. El sistema de prediccin esta basado en una serie de aplicaciones de modelos de generacin y de oleaje, forzados por los campos de viento previstos por el modelo HIRLAM.

Modelo de oleaje WAMEl modelo WAM de generacin de oleaje (WAMDI, 1988), en su versin 4 (Gnther et al., 1991), integra la ecuacin bsica de transporte. Esta ecuacin describe la evolucin de un espectro bidimensional de energa de oleaje con respecto a la frecuencia y direccin sin hacer ninguna presuncin inicial sobre la forma del espectro.Este modelo fue desarrollado por un amplio grupo de investigadores de diferentes institutos (grupo WAMDI), siguiendo las recomendaciones derivadas del proyecto 'Sea Wave Modeling Project' (grupo SWAMP, 1985). Uno de los objetivos del grupo fue montar y poner en servicio rutinario una aplicacin global del modelo en el Centro Europeo de Prediccin a Medio Plazo (ECMWF), lo que se consigui en 1992 (Gnther et al., 1992). Desde 1986, Clima Martimo (CM), actualmente el rea de Medio Fsico de Puertos del Estado, ha pertenecido al grupo y ha participado en diferentes aspectos del trabajo (Carretero and Gnther, 1992). El informe final del grupo se publico en 1994 (Komen et al, 1994).

Modelo de oleaje WavewatchEl WAVEWATCH es un modelo de generacin de oleaje, especialmente elaborado para aguas someras e interaccin con corrientes, desarrollado por Hendrik L. Tolman del Environmental Modeling Center, NOAA-NCEP.

El modelo WAVEWATCH describe la evolucin del espectro de densidad de accin de oleaje integrando la ecuacin bsica de transporte de energa. El trmino fuente de esta ecuacin est compuesto por un trmino de entrada de energa del viento, un trmino de disispacin y un trmino de tranferencia no lineal de energa entre las diferentes componenetes del espectro.

II.1.5 FENOMENOS DE OLEAJE. ROMPIENTE, REFRACCION , DIFRACCION Y REFLEXION.Rompiente:

Son los lugares donde se rompen las olas.Se presentan con gran cantidad de espuma en lugares de poco fondo.Si se producen en una playa con pendiente gradual y homogneo y con oleaje vertical se vern lneas de rompientes paralelas (si son inclinadas es que hay corrientes).Cuando se producen en arrecifes, bajos o barras, se presentan como lneas irregulares y se debe tener en cuenta que la espuma est a sotavento de ellos y que puede haber remolinos fuertes en las proximidades.

DEFINICIONES

Refraccin:Difraccin:Asociado con el fenmeno de refraccin las olas sufren fenmenos de difraccin. La difraccin es un fenmeno por el cual un tren de olas cambia de orientacin y se propaga dentro de un sector protegido cuando el tren de olas encuentra un obstculo (muelle, espign, barrera costera, etc.) a su libre propagacin. Para que ocurra este fenmeno la energa de la ola debe transmitirse por la creta de la ola desde el sector donde primero interfiere con el obstculo hacia el sector del tren de olas que se propaga libre por el cuerpo de agua. Mientras el primer sector se frena, transmite la energa lateralmente al segundo que sigue avanzando hacia sectores protegidos por el obstculo. Generalmente refraccin y difraccin ocurren asociados. Cuando las olas se acercan a la costa aumentan su altura y entonces interfieren con el fondo. All el tren de olas cambia de direccin, acomodndose a la topografa submarina la que generalmente coincide con la topografa costera emergida. La topografa sumergida se representa por lneas imaginarias que unen puntos de igual profundidad. Estas lneas se denominan Isobatas. Por ende, si la costa presenta una serie de entrantes y salientes (cabos y bahas) las isobatas seguirn ese patrn morfolgico. Si asemejamos las crestas de las olas a una recta y vemos de que forma interfiere con la topografa sumergida de entrantes y salientes, es factible ver que las olas primero interferirn con las salientes (cabos) producindose el retardo en el avance de las olas en dicho sector. En contraposicin, el sector de las cresta de la ola que coincida en su avance con una entrante (baha) se adelantar respecto del sector de ola aledao ya que no interferir con el fondo hasta unos metros despus que en las salientes. Es as que se produce la deformacin de la cresta recta, la cual se acomoda a la topografa del fondo y copia esta topografa hasta ponerse paralela a las isobatas. En este caso se dice que las olas se refractan.

Esto ocurre en costas con perfil muy abrupto de modo tal que las olas no interfieren con el fondo, inciden directamente contra las costas y se reflejan nuevamente hacia el mar aumentando su altura. Esto particularmente importante en la construccin de paredones y rompeolas ya que estos constituyen superficies perfectamente reflectivas. Por lo cual luego de la reflexin, aumenta la altura de la ola, se erosiona el fondo frente al rompeolas y este finalmente pierde sustento y cae. Reflexin:

II.1.6 MEDICION DE CAMPO. OLEAJE Y BATIMETRIA.OLEAJE

Antao el oleaje se meda con estimaciones visuales, a partir de escalas empricas como la que confeccion el almirante ingls Sir Francis Beaufort en 1.805 y adaptada posteriormente por los marinos mediante la escala Douglas, creada pordicho almirante ingls. Una denominacin del oleaje que nos resulta bastante familiar al orla habitualmente en los partes meteorolgicos martimos.Laborrasca Beckyha puesto enalertaa muchas provincias costeras por eloleajeprevindose alturas de hasta9 metrosen las provincias gallegas y cantbricas. Mar adentro, las condiciones del mar son an peores y podran medirse valores rondando los15 m. De hecho en la tarde de ayer se han medido valores llamativos, comolos 9 metros de la boya de Villano-Sisargas cerca de la costa de A Corua. El oleaje va a ms y esta maana se estn registrandovalores en torno a 11 metros entre A Corua y Santander. APARATOS QUE MIDEN EL OLEAJE:

Los instrumentos para la medicin del oleaje se denominan ondmetros y utilizan diversos principios:

a) La medida de la presin hidrosttica de una columna de agua que oscila verticalmente (se emplean manmetros mecnicos de tipo Bourdon o electrnicos, instalados sobre el fondo marino, incluso a varios centenares de metros, capaces de de medir la frecuencia y las dimensiones de una ola que pasa sobre el instrumento).

b) La medida de la aceleracin producida por una ola sobre boyas ancladas (los acelermetros miden el movimiento pero no el mareal dado que este ltimo posee aceleraciones extremadamente pequeas)

c) Obtencin de ultrasonidos emitidos y registrados desde el fondo marino (el registrador recibe los ultrasonidos emitidos hacia arriba y reflejados por la superficie del mar, midiendo, en la prctica, la variacin del nivel del mar al paso de una ola).

BATIMETRIAEs el equivalente submarino de laaltimetra. El nombre proviene delgriego ,profundo, y ,medida. En otras palabras, la batimetra es el estudio de las profundidades marinas, de la tercera dimensin de los fondoslacustresomarinos. Un mapao cartabatimtricosnormalmente muestra el relieve del fondo oterrenocomo isogramas, y puede tambin dar informacin adicional denavegacinen superficie.Originalmente,batimetrase refera a la medida de la profundidad ocenica. Las primeras tcnicas usaban segmentos de longitud conocida de cable o cuerda pesada, descolgadas por el lateral de un barco. La mayor limitacin de esta tcnica es que mide la profundidad en un solo punto cada vez, por lo que es muy ineficiente. Tambin es muy imprecisa, ya que est sujeta a los movimientos del barco, las mareas, y las corrientes que puedan afectar al cable.II.2 MARES.

Unmares unamasadeagua saladade tamao inferior alocano, as como tambin el conjunto de la masa de agua salada que cubre la mayor parte de la superficie delplaneta Tierra, incluyendo ocanos y mares menores.

El trminomartambin se utiliza para designar algunos grandes lagos salobres, como elmar Caspio,mar Muertoo elmar de Aral. Se habla entonces de mar cerrado o interior.

Atenindose al uso que de ella se hace, cabe observar que la gente de mar y los poetas tienden a atribuirle el gnero femenino. Fuera de esos dos mbitos, se ha generalizado el uso masculino de la palabra (el mar).

La definicin comparativa de mar como extensin deagua saladamenor que elocano establece una clasificacin de las extensiones de agua salada en que los ocanos seran las mayores extensiones y vendran luego, de diferentes tamaos, los mares. Los mares se diferencian principalmente por el contacto con el ocano, pudiendo ser abiertos o cerrados: si est rodeado casi totalmente por tierra, como elmar Negro, se habla de mar continental, mientras que si est muy abierto, como el mar de la China, se habla de mar litoral.

La distincin entre mar y ocano obedece a diversas causas, sobre todo cuando se habla de mares abiertos en que suele distinguirse atendiendo a la situacin geogrfica, generalmente enclavada entre dos masas terrestres o, a veces, las menos, a la posicin de la plataforma continental. Algunos ejemplos de esto son los siguientes: el mar delcanal de La Manchacomunica con elocano Atlnticopor elmar Cltico, pero se distingue por su posicin entre la costa sur deInglaterray la costa norte deFrancia. Otro caso muy claro es elmar Mediterrneo, que comunica con el ocano Atlntico por elestrecho de Gibraltary se distingue claramente por estar enclavado entre Europa,Asiayfrica, al punto de que tiene unas condiciones martimas muy diferentes (diferentestemperaturas, diferentefaunayflora, y mareasde diferente amplitud). Otro mar abierto, en este caso el de losSargazos, con su acumulacin dealgasa lo largo de laFlorida, se distingue del ocano Atlntico de forma totalmente arbitraria.DEFINICION COMPARATIVA:II.2.1 ORIGEN Y CLASIFICACION.Las placas continentales que en el tiempo primigenio de la tierra se formaron de la emersin de las materias ligeras de una masa lquida incandescente surgieron como icebergs por encima de lacorteza todava caliente.

En esa poca la tierra estaba rodeada de una espesa cubierta de vapor de agua y otros gases. Con el transcurso del tiempo se enfri por las radiaciones trmicas existentes en el espacio. El vapor de agua se condens en agua y volvi a caer en forma de lluvia sobre la Tierra para evaporarse de nuevo inmediatamente. En la evaporacin y la condensacin apareci un ciclo del agua. En aquellos tiempos debi llover ininterrumpidamente. Las nubes oscurecan siempre la tierra al igual que sucede hoy en el planeta vecino Venus.

Este estado se prolong hasta que la superficie de la tierra se enfri lo suficiente como para que el agua pudiera permanecer sobre ella. Las primeras lagunas, charcos y lagos se convirtieron en las zonas ms profundas y se fueron llenando con el agua que no se evaporaba.ORIGEN:Existen tres categoras de mares: mares litorales (o costeros), mares continentales y los mares cerrados.

Mares litorales

Los mares litorales o costeros pueden ser considerados comogolfos, muy grandes y ampliamente abiertos, de los ocanos. No estn separados de stos por ningnumbral submarino; no obstante se distinguen de ellos por ser, en promedio, menosprofundos, por la mayor amplitud de lasmareasy latemperaturams elevada de sus aguas. Son mares litorales elmar de Beaufort en elocano rtico, elmar de Noruegaen elAtlnticoo elmar de Omnen elndico, entre otros.

CLASIFICACION:Mares continentalesLos mares continentales, entre los cuales destaca elmar Mediterrneo, deben su nombre al hecho de hallarse enteramente situados dentro de loscontinentes, aunque comunicados con los ocanos por unestrechocuya escasa profundidad crea un umbral que dificulta los intercambios; stos se producen, no obstante, en forma decorrientesde compensacin y de descarga. Entre los mares continentales y el ocano existendiferencias de temperaturasy desalinidadque llegan a ser considerables. Sus mareas son de tan escasa amplitud que pasan desapercibidas. Adems del Mediterrneo, son mares continentales elmar Bltico, elmar Negroy elmar de Japn. En algn caso se habla demar epicontinentalal que se asienta sobre unaplataforma continentalcon su lecho submarino a una profundidad media de 200m o menos; ejemplos de este tipo son elmar del Norte, o elmar Argentino. Durante el punto mximo de lasglaciaciones, los mares epicontinentales desaparecen, pasando a ser solollanurasde los continentes aledaos.

Mares cerrados

Los mares cerrados suelen ocupar extensasdepresionesendorreicas. Corresponden a lagos muy grandes, de agua ms o menos salada, entre los cuales destacan elmar Muerto, elmar Caspioy elmar de Aral.

II.2.2 DESCRIPCION DEL METODO DE PREDICCION. USO DE TABLAS DE PREDICCION DE MAREAS.Laspredicciones de mareasse calculan a partir de laserie temporal de datosobtenida por los maregrafos en aos anteriores. Esta serie de datos es ajustada por elmtodo de mnimos cuadradosutilizando el algoritmo de Foreman(Foreman, M.G.G., 1977. Manual for Tidal Heights Analysis and Prediction).Ecuacin de mareas donde:a0: nivel medio de referencia establecidoan: amplitudn: fasek: componentes armnicas consideradas yn: frecuencias angulares correspondientes.

Cuanto mayor sea la serie de datos obtenida mayor ser laprecisin de la prediccin, ya que contaremos con un nmero mayor de constantes armnicas. Sin embargo la instalacin y toma de datos con mareogrfos son procesos complejos, y dado que normalmente existen pocas variaciones de mareas para localizaciones relativamente cercanas, es posible predecir la marea de lospuertos secundarios(aquellos para los que no se dispone de constantes armnicas) efectuando unas sencillas correcciones en las horas y alturas de lospuertos de referencia(para los cuales si hemos obtenido una larga serie fiable de datos del nivel del mar).Los responsables del emplazamiento y toma de datos de los maregrafos son los gobiernos de cada pas publicando en el anuario de mareas las ltimas predicciones realizadas y en ocasiones tambin las ltimas constantes armnicas obtenidas.