Fundamentos de la Propagación del Oleaje y Dinámica Costera: Dispersión, Refracción y Modelos Numéricos

Dispersión del SWELL

La dispersión es el proceso por el cual las ondas generadas por el viento (SEA) se separan y organizan a medida que viajan, transformándose en oleaje de mar de fondo (SWELL).

Dispersión Radial

Las ondas de mayor periodo son más rápidas. A un punto situado a gran distancia del punto de generación, llegan primero las ondas con mayor periodo.

Dispersión Angular

El oleaje de viento tiene ondas que viajan en muchas direcciones. Esto dispersa direccionalmente el oleaje, y algunas direcciones no llegan a un punto determinado.

Consecuencia de la Dispersión

El oleaje SWELL medido a gran distancia del área de generación es de menor amplitud, más regular y direccionado que el oleaje de viento (SEA) de partida.

Interacción del Oleaje con el Fondo

Describe los cambios que experimenta el oleaje al propagarse sobre profundidades decrecientes.

• Refracción

  Cambio de dirección y de altura de ola debido a la diferente celeridad de los frentes de onda al variar la profundidad.

• Asomeramiento (Shoaling)

  Cambio de altura de ola y longitud de onda debido al cambio de profundidad. La energía se concentra a medida que la ola entra en aguas menos profundas.

• Rotura (Breaking)

  Pérdida de estabilidad de la onda cuando el peralte (relación $H/L$ o $H/d$) supera un valor determinado, provocando la disipación de energía.

Interacción del Oleaje con los Contornos

• Difracción

  Cambio en la dirección y altura de ola debido a un gradiente elevado de altura de ola a lo largo del frente (típicamente al pasar obstáculos o aperturas).

• Reflexión y Dispersión

  Cambio en la dirección y altura de ola debido a la reflexión de la onda en un contorno impermeable.

Variaciones del Nivel del Mar y Corrientes en las Playas

• Set-down

  Descenso del nivel medio asociado al asomeramiento antes de la rotura.

• Set-up

  Ascenso del nivel medio asociado a la rotura del oleaje, debido a la transferencia de momento de la ola al agua.

• Corriente de Resaca (Undertow)

  Corriente media hacia el mar que se produce por debajo del seno de las olas, compensando el flujo de agua hacia la costa en la zona de rompientes.

• Corriente Longitudinal (Longshore Current)

  Corriente paralela a la playa en la zona de rompientes, debida a la incidencia oblicua del oleaje y/o a gradientes en el set-up.

• Corriente de Retorno (Rip Current)

  Corriente intensa hacia el mar en un sistema cíclico de corrientes de playa, o por interrupción de la corriente longitudinal por un obstáculo transversal en la zona de rompientes.

Estado de Mar

El Estado de Mar es el intervalo de tiempo en el que el proceso del oleaje se puede considerar estacionario. Al estudio del oleaje en estados de mar se le denomina Análisis a Corto Plazo.

Modelos de Propagación de Oleaje

Herramientas numéricas utilizadas para simular la evolución del oleaje bajo diferentes condiciones y dominios.

• MSE Parabólico del IH

  Modelo que opera sin reflexión en los contornos y con difracción parcial.

• MSP Elíptico

  Modelo que incluye difracción completa y reflexión en los contornos.

• SWAN (Simulating WAves Nearshore)

  Modelo espectral que considera refracción, asomeramiento y generación por viento en el interior de la malla.

• IHBous

  Modelo 2D basado en ecuaciones de Boussinesq. Incluye refracción, asomeramiento, reflexión y difracción en el dominio del tiempo. Incluye la onda larga ligada.

Modelos Avanzados e Interacción con Estructuras

• IH-3VOF

  Modelo basado en las Ecuaciones 3D de Navier-Stokes, operando en el dominio del tiempo. Incluye la simulación de turbulencia, medios porosos y la atmósfera, siendo ideal para la interacción detallada con estructuras.