miércoles, 24 de agosto de 2011

MAREAS Y OLAS

El canalón continental 2

Para que no queden dudas acerca de las conclusiones resultantes de la sugerencia de reemplazar la hidrosfera por el canalón, vamos a insistir, al solo efecto didáctico, con el canalón continental reemplazándolo por un canal de solo una decena de metros de profundidad, de ancho un metro y desarrollo 40.000 Km., a la altura del ecuador. Todos los razonamientos han sido llevados a cabo con independencia de la profundidad del océano, que como una variable mas puede confundirnos. Lo cargamos con 30 millones de litros de tal forma que si no hubiese atracción gravitatoria, el canal tendría a lo largo de toda su longitud, 0,75 metros de profundidad. Sin embargo la realidad es que la fuerza gravitatoria del sol y la luna ejercen una fuerza sobre la cara en que se enfrentan con la tierra y que como promedio, originan una altura de marea del orden del 1,5 metros, con lo cual, efectuados cálculos de almacenero o rigurosamente técnicos, como la onda de la marea de 1,5 mts tiene los 30 millones de litros, ocurrirá que el canal tendrá en la pleamar 1,5 m pero en el antemeridiano la cota estará en cero. Con la posición sol, luna tierra invariable durante el día, admitiendo que la luna solo se habrá desplazado un 1/28 de su posición y el sol 1/365, ambos despreciables para nuestro análisis, todos los habitantes aledaños al canal apreciaran a lo largo de las 24 horas toda la altura de la “leva hídrica” fija en el espacio, desde cero hasta 1,5 metros .Como la rotación tiene dirección oeste /este, los habitantes apreciaran la marea  con dirección este/oeste. Desde 1,5 metros cuando la posición del observador coincida con la presencia de la Luna y en cero cuando se encuentre en el lado opuesto Con pequeñas variantes que dependen del movimiento diario del sol y la luna el efecto se repetirá los días subsiguientes, apreciándose solo una pleamar y una bajamar diarias , que para ponerle nombre y apellido coincidirá con la condiciones de los mareógrafos de la zona comprendida entre los paralelos de 55 a 68 º de  latitud sur, único lugar del mundo en que, el canalón natural de 1444 Km. de ancho no tiene continentes en toda su longitud, equivalente a 20.000 Km. Si el canal lo hubiéramos supuesto, en lugar del ecuador las condiciones serian exactamente iguales. La única diferencia con nuestro canalón es la longitud de la onda, que para el paralelo 60º es la mitad del ecuatorial ( cos 60º = 0,5). En definitiva, en esas condiciones, si bien el agua estará quieta, inmóvil dentro del canal, cualquier “vecino” podrá apreciar las diferentes alturas de la “leva”, desplazándose a una velocidad de 1666 Km. /hora, dato que será mas difícil de hacer entender que los 10 a 15 cm por hora que se podrán graficar en una hoja milimetrada que al cabo del día le mostrara una sinusoide perfecta. Los días subsiguientes, tanto la luna como el sol cambiaran de posición y el metro y medio se transformara en otras alturas, reduciéndose la pleamar y por consiguiente compensándose la bajamar que en esas condiciones aumentara su nivel saliendo del cero. No obstante, como el concepto no ha variado, será solo una marea diaria, mientras el canal permanezca libre y la onda hídrica de 30 millones de litros fija en su posición, exhiba la cúspide de la sinusoide apuntando hacia la fuerza conjunta del Sol y la luna. Por otra parte, y tal cual se aprecia en el grafico, para dos mareógrafos separados 180 º de longitud terrestre, como lo son el de Isla Neny y el de Casey (Antartida Australiana) ubicados sobre la misma latitud sud y fuera de la interferencia continental, a la misma hora del dia cuando uno de ellos acusa la pleamar el otro se encuentra en bajamar, tan evidente y categórico que no admite discusiones.

La compuerta

Ahora simulemos la realidad. A la altura del Ecuador, nuestro canal se encontraría sin libertad para dejar circular libremente el agua tal cual hasta ahora habíamos supuesto. Indonesia con Sumatra y Java, más África ecuatorial y Brasil/ Ecuador se interponen completando tres interferencias continentales con un 20 % de superficie, tal cual si fueran tres esclusas que le cierran el paso.

Para no complicarlo mas aun, reconociendo la importancia del cambio, sumemos a nuestro pequeño canal con solo 0,75 m de profundidad promedio y 30 millones de litros, una compuerta de 1 metro de ancho y 10 m de altura. En la realidad serian tres de acuerdo a lo observado pero en merito a la simplificación imaginemos solo una esclusa. Justo a la hora en que no tenemos nivel de agua, es decir en la bajamar, cerremos la compuerta. Veamos que ocurrirá: la compuerta solidaria al canal encontrará el comienzo de la onda, inmóvil, y la arrastrará, acumulando durante las próximas 24 horas, los 30 millones de litros diarios que, a partir de este momento giraran en sentido opuesto, de la misma forma que ocurre cuando la onda de la marea fija es rechazada por el litoral continental cuando este es perpendicular a la dirección de la marea o dicho de otra forma cuando la costa tiene la misma dirección que los meridianos terrestres. , tal cual ocurre con la situación real, la marea de 1,5 metros acaba con una marea de altura muy superior a la original (de ahí la profundidad de 10 mts del canal hasta este momento inexplicable) girando en sentido contrario a la onda. La onda se desplaza de este a oeste y la compuerta la arrastrara en sentido inverso con la misma velocidad, que sin discusión, son los 1666 Km/hora. El proceso se repetirá con la diferencia que al día siguiente se encontraran la onda habitual, de 1,5 m de altura mas la recogida por la compuerta formando dos ondas de 30 millones de litros, que al tercer día serán tres, al cuarto cuatro etc. etc. mas la correspondiente energía, de tal forma que a los 10 días tendremos 300 millones de litros acumulados y 460 Mega watios hora,. Pero…en la forma que esta explicado, la sumatoria solo tiene fin cuando se rebalsa el canal cuya profundidad arbitraria era 10 metros o cuando por algún medio consumamos esa energía. Si así fuera, por ejemplo, usando el agua con 10 metros de altura frente al canalón para generar energía eléctrica (usina mareomotriz), el nivel se mantendrá estable en la medida que la energía extraída sea equivalente a los 30 millones de litros, la cual es la verdadera contribución de la rotación de la tierra. Requerir mas potencia significa reducir la altura acumulada en los días que pasaron hasta llegar a los 10 metros supuestos del canal (arbitrarios.) Lo mismo ocurriría si después de 3 o 4 días con la compuerta cerrada la abrimos. Todo se normaliza y el proceso comenzará nuevamente.

Mi amigo Juan…

Resulta ser que mi amigo Juan, quien no tuvo la oportunidad de estudiar pero que como individuo pensante se las trae, después de escuchar mis explicaciones básicas, me pregunta:

¿Es posible que, viviendo a orillas de tu hipotético canalcito, pueda contar con un recipiente para cargarlo con el metro y medio de altura cuando llegue la pleamar y después de esperar 12 horas lo descargue, cuando el nivel del canal sea cero y con ese desnivel y una turbinita ubicada en el caño de salida pueda cargar una batería? No pude defraudarlo y me obligue a continuar con el tema sabiendo que mis comentarios no habían caído en un saco roto .No solo es posible sino que es necesario para ir al fondo de la cuestión. En realidad el proceso seria como sigue:














La fuerza gravitacional permanece inalterable tanto en posición como en intensidad durante el día en relación con el espacio celeste. Con lo cual la leva hídrica tampoco tendrá variaciones ni en su forma como así también en la posición. No efectúa trabajo alguno pero la rotación de la tierra durante ese día lo traslada a Juan y a su tacho lleno, nada menos que a 1666 Km /hora hasta el “antemeridiano celeste” sin cobrarle el flete para descargar el tacho, cargar la batería y traerlo de vuelta, cosa que nuestro planeta hizo durante 4500 millones de años… ¿Como…como…? Jamás Juan había pensado en su viaje celestial. En 24 horas estuvo visitando el canalón en la zona en que tiene nivel cero, descargó el contenido de su supuesto tambor, cargó la batería y regreso en la mitad del tiempo que hubiera tardado en un Jumbo 747 más lento que una carreta en comparación con el procedimiento supuesto. Además es posible duplicar la energía porque también cuando Juan llene el tanque vacío pero con la marea en pleamar es posible hacerlo con la misma turbinita.Son puntos de vista que, lejos de confundir nos ayudan a comprender el concepto. Después de esto ¿Quién se anima a discutir que la energía necesaria para trasladar el tacho y su energía potencial la suministra la tierra, todo con cargo a la rotación terrestre? Admitido el peculiar transporte del tacho durante 20.000 Km para aprovechar con 1500 litros apenas unos 3 o 5 watios hora, parece ser que, como el mecanismo así explicado es tan sencillo e interesante es lógico que Juan pretenda una alternativa de mayor envergadura en cuanto a potencia.

Veamos que pasa si en lugar de llenar el tacho nos las ingeniamos para que la propia tierra nos traslade el agua y por ende la energía involucrada. Incorporemos al canal la compuerta, que, bien pensado será como una topadora desplazándose por el canal y arrastrando el agua de su interior durante 24 horas 48 minutos (los 48 minutos quedan para una nueva charla) Ah!.. Falta un comentario risueño pero importante: la topadora no necesita combustible… ni motor… La tierra se encarga de llevarla, tema con el cual corroboramos una vez más que quien suministra la energía es la rotación terrestre y no la gravitación universal. Ya no tan risueño pero real es demostrable que tampoco a la tierra le ha resultado gratis este trabajo. Hace millones de años los días eran mas cortos (del orden de 22 horas) pero a pesar de lo enorme de su tamaño, la insólita velocidad de rotación y el momento de inercia de una esfera de 12700 Km de diámetro ha ido perdiendo energía con estos trabajitos que de ninguna manera le han resultado gratis. Tanto es el entusiasmo que todavía Juan no logra salir de su asombro, mas aun cuado le explico que lo del canal era un ardid didáctico y que no se preocupe que ya esta hecho ¿Para que fabricarlo? …, si Dios lo puso desde el principio del universo, hace unos 4500 millones de años, con y sin compuerta.

Para sin compuerta, único lugar del globo terrestre sin interferencias continentales, privilegio del Supremo Hacedor para con nuestra patria; entre los 55 y los 68 º de latitud sur, ejemplo de los cuales son Puerto Charcot, Pto Melchior, Pto Neko, Bahia Margarita, Pto Foster, Bahia Scotia, Pto Stanley, Caleta Brent, Pto Vancouver, Pta Arenas, Bahia Orange (Chile),…con una sola marea diaria. Sin embargo así como supusimos un canalcito arbitrario de 1 m de ancho, aclaremos que a Dios se le fue la mano y lo fabrico de un ancho de 1444 Km, que corresponde a los 13 grados de latitud sin interferencias Para ser honestos, entonces, deberíamos decir que nuestros humildes numeritos deberían ser multiplicados 1444444 veces.
Para el canalón con compuerta, Cabo San Pablo, Pto. Río Grande, Caleta La Misión, Bahía San Sebastián, Estrecho de Magallanes, Pta Loyola, Pta Quilla, Pto San Julián, Pto Comodoro, Pto Madryn, Fondeadero San Román , Pto. San Antonio. Todos con mareas dobles diarias entre 5 a 12 metros de altura , de 500 a 2900 Mw hora /m .día y mas de 200 millones de litros diarios involucrados, lo que no era inesperado porque solo hace ratificar el concepto nacido después de agregar al canal la compuerta cuya función es exactamente la que cumple el litoral marítimo Patagónico que arrastra la marea de 1,5 metros desde hace miles de millones de años , la concentra y acumula hasta después de pasar un estado transitorio la transforma en un permanente y a falta de alguien que la use, la transforma en energía cinética generando corrientes marinas ( flujo y reflujo), en un proceso ya no tan simple pero al alcance conceptual de aquellos que tengan inquietudes , a quienes aconsejo leer la nota El río Capitán en la cual he procurado, con la misma simpleza, demostrar que pasa con la energía potencial de los 350 mts de altura y los 5 metros cúbicos por segundo de caudal del Lago Quiroga que jamás fueron usados desde su formación.
Como una última propuesta ubiquemos dos canales, adyacentes: uno de ellos simple y el otro con compuerta. Tal cual lo hemos analizado, en el primero, sin interferencias tendremos solo una marea diaria de 1,5 metros de altura promedio, y 30 millones de litros. En el segundo en cambio nos encontraremos, a los 10 días de comenzar, con 300 millones de litros y 400 megawatios hora de energía acumulada. Si unimos los dos canales a través de un conducto en cuyo camino ubicamos una turbina, el agua con una diferencia de altura pasara del canal con compuerta al simple, dejando su energía y normalizando la diferencia de nivel. Si la energía absorbida es igual a la correspondiente al canal simple, la entrega de energía del sistema se mantendrá para la eternidad. Recordemos que la acumulada en el canal con compuerta es la sumatoria de 10 días del canal simple. Arribado a este punto, veamos la correspondencia con la realidad El canalón simple podría ser el de Puerto Vancouver, sin interferencia continental ,54º 10; de latitud sur y el canalón compuerta Bahía San Sebastián, a solo 1, 5 º de diferencia, con pleamares dobles diarias de hasta 10,6 m frente a una de 2,13 m de Vancouver. La correspondencia con la realidad corrobora los fundamentos teóricos tal cual los hemos desarrollado y da muy poco motivo para discusión con los escépticos aferrados a conceptos obsoletos incongruentes con la realidad, que necesitan de “modelos matemáticos” para intentar demostrar las divergencias de las dobles mareas, desconocer la acumulación mareomotriz e ignorar la única marea diaria de la zona antártico –fueguina.

Ver También:
Teoría Ondulatoria -Teoría Ondulatoria Mareomotriz - Sol, Luna y Tierra El Canalón Continental -Energía de las Mareas - Energía de los Fluidos en movimiento -Energía de las Olas -Energía disponible de las Mareas -Energía Potencial Hidrostática- Energía Mareomotriz y Undimotriz -Energía Radiante Solar- Energía del Oleaje vs. eolica -Acumulación de energía mareomotriz
-¿Dos mareas al Día? -El desfasaje -La forma de Onda -La Hidrosfera y el Canalón Continental -La hidrosfera terrestre -La marea, el viento y las olas -La longitud de Onda - La forma de Onda -Periodo de las Olas y Mareas -La Rompiente -La tragedia del Mini Moon - Altura y Dirección de las Olas -Boyita -Arquímedes y la Boya undimotriz - Bombeo Euripodinamico
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1 comentario:

Natalia dijo...

Vemos como la pleamar puede ser muy peligrosa por la gran fortaleza del mar. Algo que llamó mi atención es que la nueva serie de Hbo se va a llamar Pleamar,por lo que supongo estará llena de intensidad y drama. No me la voy a perder.