TEORIA ONDULATORIA MAREOMOTRIZ
Si bien todos los especialistas admiten la relación existente entre la trayectoria de la Luna y el fenómeno de las Mareas, en el momento de relacionar ambos temas las cosas no son tan sencillas y las explicaciones de las causas no tan convincentes. Cuando las aparentes causas correspondientes a un efecto determinado no se ajustan a la realidad es que no son las verdaderas causas. Es así que las explicaciones generalizadas dan como cierto que tanto en un meridiano cualquiera del planeta como en el antemeridiano se presentan en el mismo momento dos estados iguales de la marea cuando con una simple consulta a dos puntos ubicados sobre el mismo paralelo y en oposición la realidad demuestra lo contrario:
la pleamar de uno coincide con la bajamar del otro. Por si esto fuera poco con ese enfoque es imposible demostrar la existencia de una única marea diaria existente entre los paralelos 54 a 64 º de latitud sur sin interferencia continental Si se comienza con una contradicción difícilmente los resultados finales sean verosímiles: siempre se encontrará una explicación pueril e infundada para demostrar excepciones.
Es preferible estudiar bien el fenómeno y dejar para el final, aun con dudas, los orígenes del mismo. En el convencimiento de que la marea es un fenómeno ondulatorio, comenzaremos con una pequeña introducción al respecto.
Partamos de una onda obtenida de un mareógrafo cualquiera de las 400 páginas de la Tabla de las Mareas del Servicio de Hidrografía Naval. Como primer paso podemos apreciar que la frecuencia de la marea costera es la mitad exacta de la frecuencia de la Luna. Es mas, sabiendo que la tierra necesita 24,8 horas para encontrase nuevamente con la Luna, vemos que la frecuencia de la marea es exactamente la mitad, de donde sospechamos, y casi aseguramos, que una y otra, Marea y Luna están íntimamente relacionadas, sin contradicciones aparentes. Lo que no es fácil de explicar es la relación uno a dos. Otra observación es que la onda no es exactamente senoidal sino que presenta diferencias entre la primer y la última marea diaria. Veamos si aplicando ciertos principios generales de forma de onda podemos hallar a que se debe esta diferencia. Cualquier onda puede ser formada por la composición de una serie de ondas de frecuencia distinta a la fundamental. El ejemplo más popular quizás sea, para mi amigo Juan, la luz solar: basta un prisma para descomponer la onda luminosa de la luz blanca en los colores del arco iris desde el infrarrojo al ultravioleta. Serie de Fourier así se llama el tema. Para comprender mejor el concepto pongamos como ejemplo una onda sonora en reemplazo de la luminosa: un órgano electrónico. Con la misma tecla podemos seleccionar mas de 200 instrumentos; la tecla es una nota fundamental ( do, re, mi …etc.) pero podemos elegir las armónicas que la acompañan, piano, violoncelo o flauta, la misma nota pero con componentes armónicas distintas. Tan es así que los sintetizadores desde hace varias décadas traen incorporado un programa con el cual se pueden crear infinitos “instrumentos musicales sintéticos” simplemente añadiendo armónicas a la onda fundamental. A la inversa, si tomamos la onda del mareógrafo y la descomponemos, tal cual como si fuera el prisma comentado, es mas que sugestivo que nos da la composición de una onda de frecuencia 12,4 horas mas una de la mitad de frecuencia pero de amplitud del orden del 40 % de la fundamental Acompañamos como comprobación la onda resultante y una obtenida de la tabla de Mareas en donde se puede apreciar la notable similitud de la forma. La onda teórica representada fue construida con una amplitud y frecuencia similar a la influencia Lunar mas una con frecuencia y amplitud mitad de la fundamental.Si la Luna hipotéticamente pasara dos a veces al día por el mismo meridiano terrestre el problema estaría resuelto, una onda de frecuencia 12,4 horas excitada por la luna mas otra de frecuencia 24 horas impulsada por el sol nos daría un modelo matemático que cumple con todas las condiciones reales, a saber:
1º.- En meridianos ubicados a 180 grados y sobre el mismo paralelo se cumplirá que haya pleamar en uno y en el otro bajamar y viceversa, circunstancia que desde hace 300 años (Newton, 1642-1727) ha sido la controversia aun sin develar.
2º. Que diariamente una de las dos mareas sea considerablemente mayor que la otra como consecuencia del vector resultante de la atracción sol lunar.
3.- Que el alejamiento de la distancia Luna Tierra como consecuencia de la orbita elíptica lunar (apogeo y perigeo) sea congruente con la composición vectorial de la atracción solar y la lunar, de la misma manera que las sicigias.
Bajo el punto de vista energético una cosa es el como y otra cosa muy distinta el porque. Ejemplo: los valores de la marea, día a día, año a año los podemos obtener de un mareógrafo. Como el aprovechamiento solo es razonable para valores de la marea del orden de los 5 mts para arriba, poco importa la marea en el medio del océano. Mareas de importancia se encuentran solo en los litorales marítimos., fácil de comprobar. Quiere decir esto que la explicación del fenómeno, el porque, tiene solo un valor académico aunque sigue siendo importante para definir los mecanismos y evitar proyectos absurdos. Por ejemplo, mareas de amplitud insólita pueden presentarse en puntos aislados que no encuentran explicación y que están sujetos a cambios inesperados. Las costas que dan al oeste, de acuerdo a lo explicado, no tienen posibilidad de aprovechamiento ya que la amplitud de la marea no se debe a la “rompiente” de la onda sino a otros motivos relacionados con la topografía, como islas, canales laberínticos, etc. que deben ser estudiados muy a fondo antes de pensar que la energía disponible es inagotable. Chile, con sus costas al oeste tiene mareas normales que corresponden a la iniciación de la onda en los 4000 Km. de su litoral pacifico .Solo en Pto. Mont tiene valores medios de 3,60 m y 6,95 en sicigias que a los 85 Km. desaparecen ( Ancud a 85 Km 2,85 m y Chacao a 60 Km 5,54 m).He leído comentarios sobre las dudas que generan ondas de altitud excepcional en la zona de la costa Patagonia Argentina. Comentarios de este tenor: “¿Qué pasará con la marea de Fondeadero San Román después de construir una hipotética Usina Mareomotriz si la explicación de la existencia de tales mareas es debido a la topografía de la península de Valdez?” . Una cosa es hablar de generalidades y otra demostrar con hechos que las mareas patagónicas sobre el litoral oriental son producto de la “rompiente” de la marea costera cuya dirección ondulatoria es el efecto del movimiento relativo de la Luna y el Sol con respecto a nuestro planeta. Ese litoral es nada mas ni nada menos que el indiscutible recolector/ concentrador
/acumulador natural de dos ondas diarias disponibles de 30000 Km. de largo y poco mas de un metro de altura. A lo largo de 1800 Km. del litoral el fenómeno se repite. Es el efecto. La causa es el movimiento relativo de la luna y el sol... Es la incógnita sin develar pero la importancia es académica. . Es el “como” permaneciendo el misterio del “porque” No obstante, para que el fenómeno físico concuerde con el modelo matemático llevándose bien con Newton y Laplace y justificando la deformación de las aguas por la atracción lunar, la Luna no solo debería cumplir dos giros al día sino que además debería pasar dos veces diarias por el mismo meridiano cosa que no ocurre. Admitamos para todo el desarrollo que las dos vueltas diarias de la Luna (relativas) son las responsables de las dos repeticiones de la onda. Las figuras adjuntas en el encabezamiento que representan la marea tomada de un mareógrafo y la calculada con el procedimiento
sugerido son de por si elocuentes, en lo que se refiere a al proceso diario Extrapolar el método para los 28 días del mes lunar significa simplemente ajustar el valor del vector Lunar (verde) de acuerdo con la posición relativa Tierra-Sol –Luna y con la traslación de la Luna en su orbita.
Si bien no son temas controvertidos y están al alcance en los tratados de astronomía digamos que como la orbita Lunar es elíptica y en consecuencia tiene una posición mas alejada de la tierra, 405.500 Km. y otra mas cercana a 363.300 Km. cuya relación es 1,12 y por el hecho de que la atracción es proporcional al cuadrado de la distancia, el vector verde tendrá como modulo 25 % de diferencia en lo que dura la traslación de la Luna durante sus 28 días. Algo parecido también ocurrirá con la posición relativa del Sol respecto de la tierra y Luna. Estarán en conjunción cuando Luna y Sol “tiren “de las aguas del mismo lado, en cuadratura cuando sol y luna estén a 90 grados respecto de la Tierra y en oposición cuando estén del lado opuesto y “tiren “uno para cada lado. La diferencia entre oposición y conjunción corresponde a un vector verde 2,4 veces mayor relación que surge entre 1,46 / 0,54. Es lo que se llama mareas vivas o sicigias, mareas muertas.
La dirección de la onda
La onda se desplaza, de acuerdo con este proceso, de este a oeste y cumple con todas las propiedades de un concepto ondulatorio convencional, como son por ejemplo, el origen, la dirección, la reflexión, etc. etc.
Nos interesan en particular la reflexión, que permite entender el porque sobre costas ubicadas en la dirección de los paralelos terrestres y libre de interferencias no existen mareas costeras extraordinarias, ej Mar del Plata, Necochea, Monte Hermoso en tanto que las costas transversales donde la onda choca, la rompiente de la marea o marea costera se producen mareas excepcionales del lado este en tanto que sobre la misma latitud no ocurre los mismo con las costas opuestas. Otra observación interesante es que el fenómeno de reflexión (ángulo de incidencia igual al de reflexión) obra con las bahías de la misma forma que un espejo cóncavo. Obsérvese la Bahía Grande desde Bahía Tetis a Cabo Blanco, luego Golfo de San Jorge y más al norte Golfo de San Matías, todo en la parte oriental de la Patagonia.
A modo de infografía se ha representado ese tramo de la costa con mareas que superan los 10 mts y también un ejemplo con el extremo sur, bahía Tetis que a solo 20 km tiene mas del doble (4,11) que Bahía Aguirre ( 1,95) , escondida tras el gigantesco espejo cóncavo de la figura anterior..Lo mismo ocurre con el cabo de Magallanes cuya marea supera los 11,6 m en tanto que en Pta Arenas a solo 195 Km la altura es de 2,07 m.
A la inversa, toda costa oblicua como la brasileña refleja dispersando desde Recife al norte y sur. Bahías también importantes como en la costa africana en Nigeria, y Luanda pero ubicadas sobre el oeste, condición opuesta a la Patagonia, presentan solo mareas normales.
La intensidad de la marea interior
Para diferenciarla de la marea costera, condicionada por la reflexión de la onda y por la topografía de los litorales marítimos, nos referiremos a la marea mas allá de los 500 Km. de la costas que dan al este, y en lugares en que la interferencia continental no sea trascendente tomando el mismo paralelo terrestre.
No parece razonable comenzar con la sugerencia muy oportuna de suponer el planeta sin continentes, solo cubierto por un océano, considerando a la tierra como un obstáculo (y en verdad lo es) , para luego corroborar resultados en el hemisferio norte, en donde la participación de los continentes frente al mar es entre el 50 al 80 : paralelo 30, 50 % tierra; paralelo 40 , 58 % ; paralelo 50 , 66 % ; paralelo 60, 80 %, en tanto que en el hemisferio sur , a la altura del paralelo 40 se tienen las condiciones ideales con 2,5 % y en el Ecuador 15 % Genios como Kepler, Newton y Laplace, tres siglos atrás no contaban como en la actualidad con el auxilio de la cibernética, la electrónica y las comunicaciones, pero sin duda que en esa época la colonización de nuestro suelo estaba ausente y la Bretaña Francesa, y el canal de la Mancha estaban mas cerca y ofrecían misteriosas alturas de marea hasta hoy día difíciles de explicar. En un par de minutos cualquier persona es capaz de comunicarse con mi amigo Juan en las costas de Esperance (Australia) a 180 grados del meridiano que pasa por Necochea y corroborar que las dos pleamares simultáneas pregonadas por toda la bibliografía contemporánea no se ajustan a la realidad: cuando allí están en pleamar aquí ocurre justo lo contrario.
Los errores
Suponer la tierra cubierta solo por océanos, sin continentes, totalmente de acuerdo. Pero luego, el error, al momento de verificar el resultado de la explicación teórica haciéndolo en los lugares del planeta en los cuales la interferencia de los continentes nada tiene que ver con la sugerencia razonable. Veamos la interferencia continental en el hemisferio norte:
Latitud ecuatorial 15 %; latitud 30 grados 50 %; paralelo 40, 52 %; paralelo 50, 66 %; paralelo 60, 80 %.
Hemisferio sur Latitud 40, 2,5 %, solo Patagonia argentino-chilena. Latitud del paralelo 54 al 64 sin interferencia.
Otro error es utilizar los datos de los mareógrafos costeros cuando en realidad reconocemos sin discusiones que el continente es una perturbación. El uso de los mareógrafos esta destinado a la navegación y es razonable su ubicación en el litoral pero de allí a utilizarlos para explicar la teoría de las mareas hay un camino muy grande. Mas adelante se explicara la razón de las mareas costeras y la necesidad de utilizar para nuestros fines lecturas mareo gráficas 400 a 500 Km. mar adentro en las costas paralelas a los meridianos que dan al este o algunas decenas de Km. en las costas paralelas al ecuador cosa que jamás escuché que se hiciera. Por el contrario dada la finalidad del mareógrafo es normal ubicarlos en las zonas donde existen limitaciones para la navegación. Ver también:
El Desfasaje
Energía de la Marea y Olas II
Energía de las Mareas
Oleaje
La Marea, el Viento y las Olas
La Rompiente
Periodo de Olas y Mareas
La altura y Dirección de las Olas
Energía del Oleaje vs. Eólica
Arquímedes y la Boya Undimotriz
Boyita
Bombeo Euripodinamico
Energía de los Ríos de Llanura
El Río Capitán
Energía de los Fluidos en Movimiento
La Tragedia del Mini Moon
Usinas Rurales Hidroeléctricas
Todos los derechos reservados
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Ing. Enrique O.Nielsen
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