El análisis de todos los estudios para la creación de valor de los diferentes sistemas de ondas de medición y de los tratamientos

A) DEFINICIONES Y NOTACION

La Comisión ha juzgado necesario, en primer lugar, unificar las definiciones y las notaciones de las caracte¬rísticas de las olas, con el fin de "evitar toda posibilidad de confusión y toda ambigüedad en los intercambios internacionales de información sobre el oleaje.

La Comisión ha escogido, con este fin, un sistema de definiciones y de notación que a su juicio parece con¬tener mínimas innovaciones en relación con los sistemas actualmente utilizados en el mundo.

La Comisión ha considerado necesario completar este sistema de definiciones y de notación con las siguien¬tes recomendaciones, con el fin de precisar las condiciones bajo las que deben obtenerse los datos relativos al oleaje:

1. Cada punto de observación de oleaje debe ser definido de forma precisa en relación con unas referencias situadas, si es posible, en tierra (como torres de faros u otras balizas bien visibles), con indicación de su latitud y longitud según las cartas náuticas más recientes.

2. Se recomienda no cambiar de puntos de observación de oleaje durante un período mínimo de un año y, preferentemente, de al menos 5 años.

3. La batimetría y las fluctuaciones del nivel de agua debidas a la marea en el entorno del punto de obser¬vación, deben ser objeto de un estudio tal (en aguas poco profundas), que se puedan evaluar los efectos de la refracción, de la reducción de la profundidad («shoaling») y de la difracción, sobre las característi¬cas registradas.

4. Si no es posible medir todas las características deseables, se dará prioridad a la medida de Hmáx., Z, Tz y a la evaluación de Hs y a, La duración de la medida debe indicarse.

5. Es deseable que se obtenga la mejor información posible a un coste razonable. Para olas relativamente importantes, el mínimo de precisión debe ser de 0,25 m. para las alturas de crestas y senos; de 0,25 se¬gundos para los períodos, y de 10° para las direcciones.

6. Las medidas de las características de las olas deben ser acompañadas de la indicación del punto de me¬dida, de la fecha y de la hora. La velocidad y la dirección del viento pueden obtenerse a partir de esta¬ciones meteorológicas.

7. La evaluación simplemente visual de las características de las olas debe basarse, como mínimo, en 20 olas bien formadas (recomendaciones de la OMM) y, preferentemente, sobre 100 observaciones o más (las estimaciones visuales constituyen a veces la única solución posible en ciertas zonas poco accesibles; pero ¡a Comisión no ha considerado oportuno hablar de los métodos correspondientes, para no interferir con los trabajos de la Comisión sobre Meteorología Marítima de la Organización Meteorológica Mundial).

B) OBTENCION DE LOS DATOS

1. La Comisión ha realizado un análisis de todos los estudios dedicados al establecimiento del valor de los diferentes sistemas de medida de las olas y de los métodos de tratamiento correspondientes, y ha intentado extraer de ellos un cierto número de recomendaciones en materia de normalización de los métodos y de los sistemas de medida. Pero desafortunadamente el proceso de inutilización de instrumentos de medida bajo la acción de los temporales no está todavía bien esclarecido. Por otro lado, la naturaleza de los datos a obtener no es la misma para todo tipo de estructuras.

La Comisión se ha limitado, pues, en un .primer análisis, a los principios siguientes:

a) Para las estructuras masivas que deben resistir por su propio peso, generalmente en fondos de hasta 30 metros, la rotura de las oías es de importancia primordial. Los datos más importantes son, pues, la altura y el período. En muchos casos puede ser suficiente con un valor medio del período (para espectros re¬lativamente estrechos) pues los períodos cortos tienen poca influencia sobre la resistencia de este tipo de obra (1).

b) Para las estructuras flotantes y aquellas otras sobre pilotes (como las plataformas), la rotura de las olas no juega un papel tan esencial. La función de transferencia solicitaciones esfuerzos es un poco mejor co¬nocida, y los espectros unidimensionales del oleaje constituyen los datos necesarios para abordar los pro-blemas de resonancia, de fatiga y de uso de este tipo de instalaciones.

2. Los sistemas de adquisición de datos, que sean comercialmente satisfactorios, comprenden tres catego¬rías de aparatos:

a) Los aparatos situados por encima de la superficie del mar (radar, fotografía estereoscópica, láser) esta¬blecidos sobre torres, aviones o satélites.

b) Los aparatos situados en la superficie. En las zonas de poca profundidad, pueden ser montados sobre sopones fijos (pértigas), o sobre soportes flotantes, en las aguas más profundas (boyas y barcos),

c) Los aparatos situados por debajo de la superficie (manómetros, eco-sondas invertidas), que sólo pueden ser utilizados en profundidades relativamente pequeñas (menos de 30 m.) a causa de las sujeciones que requieren.

Esta clasificación se basa en la situación del captador. La elección del aparato depende, para un emplaza¬miento dado, de las condiciones particulares del punto de observación elegido. Pero hay que considerar igual¬mente el principio de medida, es decir, la naturaleza de la señal detectada y las condiciones de filtrado del sistema (hidrodinámico o electrónico).

3. La Comisión no ha abordado el estudio de los aparatos situados por encima de la superficie del mar, ni de los aparatos diseñados para indicar la dirección del oleaje. Muchos de estos tipos de aparatos y de sus métodos de análisis de las medidas están todavía en estado experimental, y no han dado lugar, hasta ahora, a la realización comercial de aparatos de una robustez y de una fiabilidad suficiente, o de empleo generalizado.

La Comisión se ha inclinado, por ello, hacia 4 tipos de aparatos:

1. Manómetros, autónomos o con cables, colocados en el fondo (Bélgica, Canadá, Francia, Reino Unido, USA).

2. Acelerómetros sobre boyas (Sudáfrica, Canadá, Francia, Holanda)..

3. Eco-sondas invertidas, con cable, colocadas en el fondo (Sudáfrica, Canadá, Francia).

4. Pértigas fijas, resistivas o capacitivas (Canadá, USA, Holanda).

La Comisión se ha orientado más especialmente al estudio de la forma de captación de las informaciones, pues la cadena de transmisión y el soporte de la información constituyen un problema tecnológico de adquisi¬ción de ésta que puede adecuarse a las necesidades del usuario.

Así pues, la Comisión se ha dedicado, sobre todo, a comparar las «respuestas» suministradas por aparatos de tipos diferentes, situados prácticamente en el mismo sitio, en el transcurso de secuencias de 10 a 20 mi¬nutos cada una. Estas comparaciones han conducido a las conclusiones siguientes:

a) Valores característicos

En la banda de los períodos cortos, de 5-6 segundos (la única estudiada hará ahora),

— Las boyas con acelerómetros proporciona a veces alturas del orden del 10 a los 20 % más elevadas que las obtenidas por eco-sondas invertidas. Este desacuerdo podría ser debido a las reacciones de los sistemas de amarre de las boyas, o a los efectos de filtrado de las eco-sondas invertidas, fenómenos que pueden variar según las condiciones locales en un punto de observación dado. Serán necesarias nuevas investi¬gaciones para precisar las causas de este desacuerdo.

— Las boyas con acelerómetros tienden a realizar los períodos más cortos (respecto al total del registro) fren¬te a los registradores situados por debajo de la superficie, lo que sin duda es debido al filtrado de las fre¬cuencias más altas del oleaje por los aparatos colocados por debajo de la superficie.

— Los aparatos de tipo manométrico conducen a alturas de ola del mismo orden que las obtenidas por los de tipo de resistivo, cuando se utiliza la función de transferencia de ondas (lo que conduce a un coeficien¬te de ponderación comprendido entre 0,9 y 1,4).

b) Espectros

Los espectros obtenidos por los manómetros y por las eco-sondas invertidas son comparables. Por el contra¬rio, ciertos espectros obtenidos por las boyas con acelerómetros presentan momentos de orden 2 muy supe¬riores a ios que se obtienen con las eco-sondas invertidas a causa, sin duda, de las reacciones de la línea de anclaje del flotador o de la apertura del haz de la eco-sonda invertida. Convendrá estudiar cuidadosamen¬te estos dos puntos, en el futuro.

4. No se pueden formular recomendaciones, en el estado actual de los conocimientos, para la elección de un sistema de obtención de datos antes que otro, en un sitio determinado y para una calidad de información dada, a pesar de que éste sea el problema esencial. La complejidad del problema, la heterogeneidad y la insuficiencia de las investigaciones imposibilitan cualquier respuesta simple a esta cuestión, por el momento, y reclaman un estudio detallado en cada caso.

Todo lo más, se pueden formular unas pocas recomendaciones para la correcta utilización de los diferentes sistemas, según la naturaleza del problema presente y el resultado de las investigaciones en curso, en materia de respuesta de los captadores y de fiabilidad de los diversos equipos.

Para la mayor parte de los aparatos de tipo manométrico, la principal fuente de errores reside en el filtrado de las altas frecuencias, y en la necesidad de una función de transferencia para pasar de las presiones me¬dias a las amplitudes reales de olas.

Es conveniente, pues, no situar los aparatos de tipo manométrico a una profundidad demasiado grande (no más de 20 m, y mejor 10 m), y determinar, si es posible, sus funciones de transferencia

...