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Brasil

Influência das águas rasas na formação de ondas

Douglas Nemes, PhD

Conheçam os fatores que limitam o crescimento e formação das ondas em águas rasas, e que também alteram a forma, velocidade e direção da onda à medida que a profundidade diminui.

A formação das ondas depende da duração que os ventos sopram sobre uma superfície d'água (já explicamos como as ondas se formam aqui). Neste caso, podemos identificar três limitantes para a formação das ondas:

a) duração dos ventos;

b) intensidade dos ventos; e

c) tamanho da pista ou área sobre a superfície da água que os ventos atuam. Quanto mais tempo sopram ventos de alta intensidade numa grande superfície d'água, maiores serão as ondas geradas.

Outro importante fator limitante na geração das ondas é a profundidade da coluna d'água onde localiza-se esta área de geração.

A energia dos ventos é transferida para a geração das ondas até um valor de altura e período limitados pela profundidade. No oceano aberto, onde a profundidade média é de 5mil metros, as limitantes para a formação de ondas grandes e swell (ondas de alto período) só dependem das características da pista de ventos. Isto significa que por mais altas que sejam as ondas, elas não conseguem sentir o fundo. 

Normalmente, as ondas que surfamos na praia tem períodos de até 20-22 segundos. O comprimento da onda é dado pela fórmula gT^2/2pi, e de acordo com os cálculos, consequentemente uma onda de 20s tem comprimento de 624,8m. Isso significa que elas têm estrutura interna de até 312.4m m para dentro da coluna d'água; ou seja, é a metade do comprimento de onda (distância entre duas cristas de ondas ou duas valas) máximo possível (até o momento) de ser gerado pelos ventos em águas profundas.

figura ilustrando as partes de uma onda

Princípios básicos de uma onda (Traduzido de: How Stuff Works)

Então, em função das ondas que surfamos, podemos dividir águas profundas (>400m), águas intermediárias (400m-100m) e águas rasas (<100m). Em águas profundas, a única limitação para geração de ondas é a pista de ventos. Já em águas intermediárias e rasas, a profundidade limita a formação das ondas. Mas repare na figura abaixo que cada período de onda vai possuir uma estrutura para dentro da água, o que por sua vez define qual a profundidade ela vai encostar no fundo (metade o comprimento de onda) e assim, a chegada dela em águas intermediárias.

figura ilustrativa mostrando divisão entre água rasas, intermediarias e profundas

Divisão entre água profundas, água intermediárias e águas rasas

Por mais intenso que um vento possa ser, se estiver soprando em um local de águas rasas não haverá formação de ondas grandes de longo período, pois a baixa profundidade não irá permitir que a onda ganhe estrutura na coluna d’água. Há ondas, por exemplo, que possibilitam a prática de surf no Rio Pará, Lagos do Canadá e Nova Zelândia. Nestes locais, há um limite de altura e período de onda que será surfado.

No oceano, após a formação das ondas, elas se propagam com sua maior energia na direção resultante do vento que a gerou. A estrutura da onda dentro da coluna d'água e sua velocidade de deslocamento (ou propagação) depende somente do período da onda. Ondas geradas com períodos grandes terão maior estrutura dentro da coluna d'água, bem como maior velocidade de propagação.

Uma vez que as ondas entram em águas intermediárias, elas começam a sentir o fundo ("encostar no fundo"). Durante a propagação das ondas por águas intermediárias e rasas, a interação com o fundo gera atrito, e consequentemente, há perda de velocidade e muitas vezes de energia da onda. No momento em que as ondas “encostam” no fundo elas passam a ser "dirigidas" pelas características do relevo marinho. Isto significa que, o assoalho marinho passa a governar a direção (refração), velocidade (raiz de g.h), energia (a2) e forma das ondas (empinamento). Quanto maior for o período da onda, mais cedo e maiores serão estes processos.

Portanto, para uma boa previsão de ondas é importante saber:

  1. Qual é o local de formação da ondulação, e isto necessita acompanhar um modelo de previsão atmosférico global;
  2. Qual é o espectro de ondas gerado pelos ventos. Esta informação está no resultado do modelo global de ondas disponibilizado pelo Surfguru;
  3. Como o espectro de ondas evolui com as características do fundo da plataforma continental a frente da sua praia. Esta informação é fornecida por um modelo costeiro de ondas, o qual calcula os fenômenos que ocorrem quando a onda passa a ser governada pelas características do assoalho marinho e geografia local (ilhas, costões, lajes e engenharias costeiras).

Leitura complementar:

A influência das águas rasas nas ondas que chegam a uma praia

- Entenda a energia e a potência das ondas

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