El viento y su relación con el oleaje y la formación de dunas

INGENIERÍA MARÍTIMA Y COSTERA

"El viento y su relación con el oleaje y

la formación de dunas".

Ingeniería Marítima y Costera 2011

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ÍNDICE

1- EL VIENTO.

1.1- Introducción.

1.2- Definición.

1.3- Características del viento.

1.4- Dirección del viento.

1.5- Velocidad del viento.

1.6- Tipos de viento.

2- EL OLEAJE.

2.1- Definición.

2.2- Aspecto de una ola.

2.3- Tipos de oleaje.

2.4- Influencia del viento en el oleaje.

2.5- Fenómenos de refracción, reflexión y difracción.

3- INFLUENCIA DEL VIENTO EN LA FORMACIÓN DE DUNAS.

3.1- Introducción.

3.2- Génesis dunar.

3.3- Modelo de crecimiento de las dunas.

3.4- Clasificación de dunas.

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1- EL VIENTO.

1.1- Introducción.

Antes de entrar a estudiar el viento se requiere un previo conocimiento

de la atmósfera debido a la relación que ésta guarda con el viento y también

con el oleaje.

La atmósfera es una capa gaseosa de aproximadamente 10.000 km de

espesor que rodea la litosfera e hidrosfera. Está compuesta de gases y de

partículas sólidas y líquidas en suspensión atraídas por la gravedad terrestre.

En ella se producen todos los fenómenos climáticos y meteorológicos que

afectan al planeta, regula la entrada y salida de energía de la tierra y es el

principal medio de transferencia del calor.

Por compresión, el mayor porcentaje de la masa atmosférica se

encuentra concentrado en los primeros kilómetros. Es así como el 50% de ella

se localiza bajo los 5 km, el 66% bajo los 10 km y sobre los 60 km se encuentra

sólo una milésima parte.

La atmósfera presenta una composición uniforme en los primeros niveles

y está estructurada en capas horizontales de características definidas.

Porcentaje de la masa total de la atmósfera que se encuentra por debajo de los 80 km.

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En cuanto a su composición la atmósfera se compone de aire puro, se

define como aquél que no tiene partículas sólidas ni líquidas y aire seco que es

aquél que no tiene vapor de agua.

En la actualidad, la atmósfera está compuesta por tres gases

fundamentales: nitrógeno, oxígeno y argón, los cuales constituyen el 99.95%

del volumen atmosférico. De ellos, el nitrógeno y el argón son

geoquímicamente inertes, lo que implica que permanecen en la atmósfera sin

reaccionar con ningún otro elemento. En cambio, el oxígeno es muy activo y su

presencia está determinada por la velocidad de las reacciones del oxígeno libre

con los depósitos existentes en las rocas sedimentarias.

Los restantes componentes del aire están presentes en cantidades muy

pequeñas y se expresan en volumen en partes por millón (ppm) o en partes por

billón (ppb).

Componentes Fórmula química Volumen % (aire seco)

Nitrógeno N2 78.08

Oxígeno O2 20.95

Argón Ar 0.93

Dióxido de carbono CO2 0.03

Otros gases de interés presentes en la atmósfera son el vapor de agua,

el ozono y diferentes óxidos de nitrógeno, azufre, etc.

1.2- Definición.

El viento es el flujo de gases a gran escala. En la Tierra, el viento es el

movimiento en masa del aire en la atmósfera. Günter D. Roth lo define como:

“la compensación de las diferencias de presión atmosférica entre dos puntos”.

La primera descripción científica conocida del viento se debe al físico

italiano Torricelli: “...los vientos son producidos por diferencias en la

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temperatura del aire, y por tanto de la densidad, entre dos regiones de la

Tierra.”

1.3- Características del viento.

Otras fuerzas que mueven el viento o lo afectan son la fuerza de

gradiente de presión, el efecto Coriolis, las fuerzas de flotabilidad y de fricción y

la configuración del relieve. Cuando entre dos masas de aire adyacentes existe

una diferencia de densidad, el aire tiende a fluir desde las regiones de mayor

presión a las de menor presión. En un planeta sometido a rotación, este flujo de

aire se verá influenciado, acelerado, elevado o transformado por el efecto de

Coriolis en cualquier punto de la superficie terrestre. La creencia de que el

efecto de Coriolis no actúa en el ecuador es errónea: lo que sucede es que los

vientos van disminuyendo de velocidad a medida que se acercan a la zona de

convergencia intertropical, y esa disminución de velocidad queda

automáticamente compensada por una ganancia en altura del aire en toda la

zona ecuatorial. La fricción superficial con el suelo genera irregularidades en

estos principios y afecta al régimen de vientos, como por ejemplo el efecto

Föhn.

El factor originador y predominante a gran escala es la diferencia de

calentamiento entre unas zonas y otras de acuerdo con determinados factores

geográficos y astronómicos, así como por variaciones estacionales o

temporales producidas por los movimientos de rotación y traslación del planeta.

Cuando se habla del viento se hace referencia siempre a los vientos en la

superficie terrestre hasta cierta altura, que varía según la latitud, el relieve y

otros factores. A su vez, este movimiento superficial del aire, denominado

viento, tiene una compensación en altura que casi siempre sigue una

trayectoria opuesta a la de los verdaderos vientos en la superficie. Así, una

depresión, un ciclón o un área de baja presión en la superficie producida por el

calentamiento superficial del aire obliga al aire caliente a ascender y da origen

a una zona de alta presión en altura donde el aire frío y seco desciende hacia

las zonas desde donde procedía el aire en la superficie: de esta manera se

forman los cumulonimbos, tornados, huracanes, frentes y otros fenómenos

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meteorológicos. Una compensación en altura a la dirección de los vientos son

las corrientes en chorro, que se producen a gran altura y a gran velocidad. La

extraordinaria velocidad de estas corrientes en altura (unos 250 km/h) se debe

a la escasa densidad del aire a la altura donde se producen. En efecto, estos

vientos compensan a los vientos del oeste que se dirigen superficialmente

entre América del Norte y Europa a través del Atlántico y también entre Asia y

América del Norte en la misma dirección y con las mismas características.

Como estas corrientes en chorro tienen una altura similar a la que usan los

aviones en sus vuelos trasatlánticos, la diferencia entre el vuelo en un sentido o

en otro puede ser de un par de horas o más. Por otra parte, las grandes

velocidades de estas corrientes, que a baja altura podrían ser catastróficas

para los aviones, a más de 10 km de altura no resultan tan problemáticas por la

escasa densidad del aire.

Los vientos se definen también como un sistema que utiliza la atmósfera

para alcanzar el equilibrio mecánico de fuerzas, lo que permite descomponer y

analizar los características de éste. Es muy habitual simplificar las ecuaciones

de movimiento atmosféricas mediante distintas componentes de vientos que,

sumados, dan lugar al viento existente. La componente del viento geostrófico

es el resultado de realizar el equilibrio entre la fuerza de Coriolis y la fuerza del

gradiente de presión. Este viento fluye paralelo a las isobaras, y se puede decir

que los efectos de la fricción en latitudes medias son despreciables para las

capas altas de la atmósfera. El viento térmico es un viento que diferencia dos

niveles que sólo existen en una atmósfera con gradientes de temperatura

horizontales o baroclinia. El viento del gradiente es similar al geostrófico pero

también incluye el equilibrio de la fuerza centrífuga.

1.4- Dirección del viento.

Se llama dirección del viento el punto del horizonte de donde viene o

sopla. Para distinguir uno de otro se les aplica el nombre de los principales

rumbos de la brújula, según la conocida rosa de los vientos. Los cuatro puntos

principales corresponden a los cardinales: Norte (N), Sur (S), Este (E) y Oeste

(W). Se consideran hasta 32 entre estos y los intermedios, aunque los

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primordiales y más usados son los siguientes con su equivalencia en grados

del azimut:

NNE Norte Noreste 22,50º

NE Noreste 45,00º

ENE Este Nordeste 67,50º

E Este 90,00º

ESE Este Sudeste 112,50º

SE Sudeste 135,00º

SSE Sur Sudeste 157,00º

S Sur 180,00º

SSW Sur Sudoeste 202,50º

SW Sudoeste 225,00º

WSW Oeste Sudeste 247,50º

W Oeste 270,00º

WNW Oeste Noroeste 292,50º

NW Noroeste 315,00º

NNW Norte Noroeste 337,50º

N Norte 360,00º

Rosa de los vientos:

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