La forma de onda
Hay dos formas de encarar el tema de las constituyentes armónicas de la onda de la marea. La primera, la más compleja pero inobjetable, es a través de una serie de Fourier. Tan aceptado el tema que para que no queden dudas, basta con transcribir solo un párrafo que los muchachos del Servicio de Hidrografía Naval incluyen en las Tablas de Mareas, ( edicion 1980):
…”La predicción que se da para los puertos argentinos y uruguayos es la resultante de totalizar hasta 60 componentes de marea y es efectuada por este Servicio utilizando la computadora electrónica IBM 360/50. La nomina de dichos componentes es…”y mencionan 18 componentes diurnas, otras 18 semi diurnas, 5 terciodiurnas, 7 cuartodiurnas, 7 sextodiurnas y 5 semimensuales, semianuales y anuales
Desde la época de la popular IBM 360 y con la ayuda de nada menos que 80 coeficientes es posible definir la frecuencia principal y sus armónicas en las 407 paginas que compilan las mareas de 58 puertos de Argentina, Chile, Uruguay y Brasil y que he tomado como ejemplo para el presente análisis. Al pie de esta nota hemos resumido solo la parte de nuestro interés en aquellos lugares que nos sirven de ejemplo para documentar este controvertido tema.
La segunda, mas al alcance de aquellos que no quieren perder el tiempo en adquirir conceptos nuevos o repasar los olvidados, es una combinación de análisis de ondas reales con una buena dosis de esfuerzo mental adaptándose a un fenómeno ondulatorio poco común y por consiguiente cargado de confusiones.
Difícil es entender que la onda de la marea tiene una velocidad relativa 1,4 veces la velocidad del sonido y que el choque entre la onda originada por la rotación de la tierra y la que retorna reflejada en el continente tiene en su encuentro 2,8 la velocidad del sonido. Por supuesto que para quienes escuchan esto por primera vez asocian instintivamente este dato con el flujo y reflujo de la marea y a menos que no sean propensos al escepticismo les costará asumir conceptos erróneos que tienen mas de 300 años de antigüedad. En esta situación basta con recordar que si bien este tema es rigurosamente cierto, también lo es el hecho que la marea no costera de origen gravitacional promedio del orden de uno a dos metros como máximo, significa un aumento de la altura del orden de 1 a 2 metros por cada 12 horas tan imperceptible que solo alcanza a detectarlo Doña Rosa que esta obligada a cambiar la sombrilla solo en aquellas playas que tienen un declive envidiable. Poco más de 1 mm. por minuto, para una onda con velocidad superior a la del sonido
En nuestra nota titulada el canalón continental que aconsejamos leer como paso previo, tratamos de interpretar el fenómeno de las mareas gravitacionales tanto en el aspecto cuantitativo como en el cualitativo. No es fácil. Basta con decir que desde hace 400 años que esta sin dilucidar el proceso pese al esfuerzo que han hecho genios tan insignes como Galilleo, Newton, Kepler, Laplace, Darwin, Lord Kelvin . Es cierto que la tecnología ha avanzado a pasos tan agigantados que el mérito de mi investigación es muy distinto del que nos precedieron. Los datos suministrados por los instrumentos electrónicos actuales, la computación y el avance de las comunicaciones son fundamentales y valiosísimas herramientas para acortar los tiempos necesarios. La idea de la presente es solo observar con espíritu crítico la realidad de las mediciones de los oligrafos y mareógrafos y compararlas con los resultados que se logran por medio del canalón hipotético, parangonando resultados prácticos con la realidad de la naturaleza.
Resulta interesante e instructivo efectuar una recorrida por las mareo grafías del extremo sur de la Patagonia Argentina y el sector Antártico, ya que es una zona propicia para ofrecer como prueba de la existencia de una sola marea diaria y sus consecuencias conceptuales energéticas.
Hemos agrupado la marea de 10 lugares seleccionándolas en base al aporte de armónicas. De esa forma las primeras son las que muestran ondas fundamentales absolutamente senoidales, Isla Neny, Puerto Neko y Pto Charcot. A partir de la cuarta desaparecen las “puras” pero no es difícil apreciar que siguen siendo una sola pleamar y otra bajamar bien destacadas y que lo que seria la segunda onda es simplemente una deformación emergente de la composición de la onda principal de dirección este/ oeste mas una componente de retorno de dicha onda. La segunda hoja contempla armónicas mas destacadas. Obsérvese Bahía Esperanza en donde ya la marea alcanza los tres metros pero una sola bajamar tiene cero de cota en tanto que la otra tiene dos metros. En Bahía Scotia, con 2 mts de altura es fácil apreciar que las bajamares tienen un metro de diferencia y que, en definitiva, se trata de una onda por día con una deformación intermedia producto de la conjunción de una onda de retorno con la de dirección contraria.
¿Cómo puede ser que si se dispone de una energía diaria de 49000 kwh/ m correspondiente a una marea de 2mts de altura en Bahía Scotia a solo 7º de diferencia en latitud con respecto a Bahía San Sebastián (53 º) pero libre de interferencias continentales, esta ultima tenga 23 veces mas energía ? Antes de contestar traslademos desde el ecuador nuestro canalón al paralelo 53. y veamos que ocurre en ese lugar. La primera consideración es que la longitud de la onda ahora será solo el 60 % de la correspondiente al ecuador, 24.000 Km. (40000. cos 53º) y la energía de la onda con la compuerta abierta según ya hemos visto es 187,5. 24000. 4/367000= 49000 Kwhora por día para una marea de 2 mts de altura como los de la Bahía Scotia. Si esa es la energía y respetamos el primer principio de la termodinámica a nadie se le ocurrirá adjudicar la creación de la nada de las 23 veces mas que dispone Bahía San Sebastián diariamente. Veamos que ocurre si cerramos la compuerta del canalon, y la onda esta impedida de seguir su camino. Se iniciara un proceso transitorio de acumulación diaria de energía cuya sumatoria llegara al equilibrio después de por lo menos 23 días para esa zona, momento desde el cual se supera el estado transitorio y se llega a un permanente repetitivo mientras no cambien las condiciones gravitacionales. Dado que la luna se desplaza respecto del sol y la tierra, esta realidad hace que tanto la altura de la marea sin y con interferencia cambien su magnitud pero de ninguna manera el concepto. Con la compuerta cerrada en el canalón o lo que es lo mismo al llegar al continente la primer onda, se producirá un choque que cambiará su dirección manteniendo su velocidad y encontrándose de frente con la onda este/oeste y originándose una onda compuesta cuya forma sugiere esa composición y de altura creciente en cada día que pasa. Llegado al estado permanente, si en el canalón se abriera la compuerta, las dos ondas liberarían su energía para retornar a la marea sin interferencias. Tratándose de la marea de San Sebastián, si se dispusiera de un embalse capaz de transformar la energía hidrostática en electricidad, solo se podría aprovechar una energía promedio equivalente a la diaria sin interferencia costera, solo un 4,3 % de la energía aparente que surge de analizar la marea costera con independencia del proceso de multiplicación, acumulación y concentración. Es necesario aclarar, sin embargo, que si bien esto se cumple en el. entorno del canalon, cuando el ambito se traslada al océano en donde el metro de ancho de nuestro ejemplo docente es intrascendente, la prudencia obliga a considerar muy bien el concepto. Vimos que la potencia disponible por m de ancho y altura son 852 Kw. Significa que cada 111 Km (10º de paralelo terrestre=media patagonia) son 95 Gigawatios de potencia disponible, a pesar de los 2,2 Terawatios aparentes.
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Ing. Enrique O.Nielsen
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