CIENCIA. La onda larga, esa gran desconocida.

Tras la publicación de la entrada "No fue una ola", entablé con Rubén, a través de internet, una conversación sobre un fenómeno que él había observado hace 3 años coincidiendo con el paso del temporal Hércules por nuestras costa. Los que conozcáis a Rubén sabréis de la pasión con la que defiende sus argumentos, por lo que tras un buen rato intercambiando ideas, le pedí tiempo para ordenar todo sobre lo que habíamos hablado y elaborar una entrada sobre el tema.

He de reconocer que ordenar esas ideas me ha llevado más tiempo del esperado. Me imagino que en buena parte es debido a que se trata de un tema que no domino en profundidad. También porque hay términos que no resultan fáciles de explicar con palabras sencillas. Pero me imagino que tras mi retraso está también el que éste sea un tema del que la ciencia aún no ha sido capaz de destapar todas sus claves, a pesar de lo mucho que se ha avanzado y de la precisión con la que los modelos numéricos son capaces de reproducirlos hoy en día.

Como introducción a su exposición, Rubén me enviaba el siguiente vídeo:

Viendo estas imágenes, grabadas el 6 de enero de 2014 en Cee, Rubén concluía acertadamente que esta variación del nivel del mar superaba en mucho las habituales "resacas" asociadas a una serie de olas especialmente grandes. Picado por la curiosidad, y tras una búsqueda por internet, encontró que fenómenos como los de Cee se habían sucedido aquel mismo día, separados por un intervalo de pocas horas, y de modo sucesivo, en otro lugares de la costa cantábrica. La espectacularidad de las imágenes le llevó a pensar en algo parecido a las rissagas mediterráneas, aunque no quedó totalmente convencido, incluso tras conversar con algunos expertos que le dieron la razón asociando lo ocurrido en Cee con este fenómeno que tiene lugar en el Mediterráneo. Sin embargo lo observado en Cee, aunque los efectos sean parecidos, nada tiene que ver en su origen con las rissagas. Las rissagas están provocadas por una variación brusca de la presión atmosférica en un espacio de tiempo muy pequeño. Esta variación de presión genera un pulso en la superficie del mar que da lugar a una onda marina que viaja acoplada a la onda atmosférica, y que se amplifica como consecuencia del cambio brusco de la profundidad cuando la onda se acerca a la costa. Cuando la forma de la costa, su orientación y la profundidad son las "adecuadas", tal y como ocurre en el puerto de Ciutadella y en otros lugares del Mediterráneo, la llegada de la onda se traduce en una regresión del nivel del mar, a la que sigue una posterior subida que genera una oscilación del nivel del mar, en un intervalo de 10 minutos, que puede alcanzar, en las más fuertes, hasta los 4 metros de variación.

A pesar de mi explicación, me imagino que aún no completamente convencido, Rubén me enseñó el gráfico con la variación de presiones de ese día en la zona de Cee. Mi análisis fue que, si bien por efecto de la escala del gráfico parecía que efectivamente había habido aquel día una variación brusca de presión, la realidad era, comprobando los valores, que la variación nada tenía de excepcional. Más bien todo lo contrario. Lo ocurrido en Cee tenía una explicación totalmente distinta.

Pero lo que realmente motivó a Rubén a escribirme, casi 3 años después de sus primeras averiguaciones, fue el saber, tras la lectura de la entrada "No fue una ola", y la referencia a que en la misma hacía a la ola de más de 27 metros medida en Cabo Vilán, si tras lo ocurrido en Cee estaba esa ola gigante. 

Y lo cierto es que Rubén no andaba del todo desencaminado, aunque más que una ola, lo que viajó a través de la costa cantábrica fue energía ondulatoria. Esa ola de 27 metros fue una más, aunque la más alta medida, de un temporal excepcional, en el que el océano desarrolló una energía muy pocas veces vista por nosotros. Pero la influencia individual de esa ola, como masa de agua, estoy seguro que se notó poco más allá de Cabo Vilán. "Esa ola" en concreto nunca llegó a la costa, aunque sí la energía que la generó a ella y a sus compañeras de temporal. Prueba de la energía excepcional del temporal Hércules fue que los mareógrafos ubicados en el golfo Ártabro midieron ese día (y también durante otros de aquella serie de temporales increíbles) una oscilación generalizada de todo el golfo, como si se tratase de una dársena inmensa, algo que sorprendió a los expertos y científicos, y que resalta el carácter excepcional que tuvieron aquellos temporales. Lo "normal" es que este tipo de oscilaciones excepcionales tengan lugar en dársenas cerradas, en donde la energía ondulatoria queda atrapada, no en una costa abierta. Incluso se llegó a medir este tipo de oscilación en lugares que, por estar tan abrigados del mar, siempre se había descartado la posibilidad de que este tipo de fenómenos pudiesen tener lugar. La lectura de los mareógrafos de aquellos días demostraron que no era así.

El océano está lleno de ondas, entre ellas las olas y las mareas. Estas son las dos formas de expresión de "energía ondulatoria oceánica" que todos tenemos más en mente, pero la realidad es que hay mucho más. Entre ese "algo más" están las denominadas ondas largas, un tipo aún poco conocido pero que es temido por sus efectos, sobre todo en los puertos. El fenómeno observado en Cee es la expresión de este fenómeno. 

Aunque su ocurrencia no siempre es evidente, la realidad es que las hemos visto actuar en innumerables ocasiones, sobre todo los días en los que el mar está grande, o al menos tiene un cierto tamaño. Estamos en la orilla de cualquier playa, y de pronto la línea de la marea desciende mucho más de lo normal, como si las aguas se recogiesen hacia el interior del océano. Normalmente este descenso no nos llama la atención, ya que suele ser bastante habitual. Si estamos con los pies en el agua, lo más seguro es que acompañemos con nuestros pasos a este desplazamiento de la línea de la orilla. Pero de pronto llega lo que nos parece una ola, y el nivel del mar sube de golpe, ascendiendo por la orilla hasta lugares a los que antes no había llegado la marea, barriendo toallas y objetos varios que la gente había puesto en la que hasta entonces había sido playa seca. Normalmente lo asociamos a llegada de una gran ola, pero no es así. De hecho si nos fijamos podemos observar como ese ascenso y descenso se prolonga durante varias decenas de segundos, y que durante ellos son varias las olas que llegan.

A diferencia de las olas, que presentan periodos bajos, habitualmente de entre 4 y 20 segundos, las ondas largas se caracterizan por poseer periodos de entre 30 segundos y varios minutos (recordemos que el periodo se define como el tiempo que tardan en pasar por un mismo punto dos crestas sucesivas de una onda). Se trata de ondas con longitudes de onda muy amplias, de varios centenares de metros.

Hace meses hablamos en el blog del modo en cómo el oleaje generado por distintas borrascas se ordena en el mar. Del mismo modo que sabemos que no todas las olas son iguales, sabemos que el oleaje tiende a juntarse en grupos de olas más grandes (lo que habitualmente llamamos series) que destacan sobre las demás. Esto es debido a que el oleaje que llega a una playa está formado por la superposición de trenes de onda de diferentes periodos y longitudes de onda. Las ondas en su viaje a lo largo del mar tienden a agruparse según su periodo.

Esta agrupación, que se hace especialmente evidente cuando las olas son particularmente más altas y sus periodos más elevados, hace que consecuentemente la energía que llega a la costa varíe en el tiempo, y con ella el nivel de la superficie libre del mar. Cuando una agrupación de este tipo alcanza la costa, se produce una elevación del nivel del mar que puede ir de unos pocos a decenas de centímetros, según la altura del oleaje. Dicha elevación toma la forma de una onda de periodo varias decenas de segundos e incluso varios minutos. Se puede comprobar cómo este es un fenómeno bastante frecuente visitando la web de Puertos del Estado en su sección de clima marítimo. Uno de los datos que se nos ofrece en el apartado de "datos en tiempo real" es el de "onda larga". Eligiendo cualquiera de los equipos que la están midiendo, veréis como presenta valores habitualmente de unos pocos centímetros, o incluso milímetros. 

Todo esto toma especial relevancia, y puede tener efectos catastróficos, cuando las frecuencias de excitación de las ondas coinciden con las frecuencias de oscilación propias de una dársena, o lo que es lo mismo, cuando la longitud de la onda (que es la distancia entre dos crestas) coincide con la dimensión de la dársena (también puede ocurrir cuando es múltiplo entero de dicha dimensión). La profundidad también es determinante. En ese momento se produce un "atrapamiento" de la energía de la onda larga, acoplándose varias ondas, que provoca oscilaciones del nivel medio del agua y corrientes muy importantes, cada vez más grandes, que se traducen en esfuerzos muy elevados sobre las amarras de los barcos, y que pueden desencadenar en la rotura de amarras, daños en pantalanes (recuerdo justo ahora lo ocurrido con un pantalán en Ares ese mismo día 6 de enero), e incluso el hundimiento de barcos.

Recuerdo que durante la carrera una de las cosas que más me impresionó fue un vídeo que nos enseñaron en el que se mostraba los efectos destructivos que un temporal había tenido sobre la flota pesquera de Puerto de Vega, en Asturias, el 1 de enero de 1998. Lo que más me impresionó no fueron los daños, sino las expresiones de la gente al no comprender lo que estaba ocurriendo. Aquellas imágenes demostraban lo que aquella fuerza misteriosa, para muchos desconocida, podía producir.

NOTA: se recomienda volver a leer las partes 1 y 2 dedicadas al periodo para aclarar algunos términos, sobre todo en lo relativo a la relación entre el periodo y la longitud de onda, y el modo que tiene el oleaje de agruparse.