Modelo de oleaje

¿Qué es un modelo de oleaje?

Un modelo de oleaje simula el comportamiento de las olas oceánicas resolviendo la ecuación de balance de energía espectral del oleaje. A diferencia del pronóstico del tiempo, que predice variables atmosféricas, el modelo de oleaje predice el estado del mar: la altura significativa de las olas, su periodo, su dirección, la longitud de onda y la distribución de energía en el espectro de frecuencias y direcciones. El viento es el motor del oleaje, por lo que el modelo de oleaje se alimenta del campo de viento previsto por un modelo atmosférico (ECMWF, GFS, etc.).

¿Cómo funciona?

El modelo resuelve la ecuación de transferencia de energía espectral, que describe cómo la energía del oleaje se distribuye en función de la frecuencia y la dirección. Los procesos físicos que se modelan son tres: la generación del oleaje por el viento (input), la redistribución de energía entre frecuencias por interacciones no lineales ola-ola y la disipación de energía por rotura de olas (whitecapping) y fricción con el fondo en aguas someras. El espectro de oleaje se discretiza en 25-36 frecuencias y 24-36 direcciones, y se resuelve en una rejilla geográfica que puede ir de 25 km (global) a menos de 1 km (costero).

Oleaje de viento vs. mar de fondo

Una distinción fundamental es entre el oleaje de viento (wind sea), generado por el viento local, y el mar de fondo (swell), que son olas que se han propagado desde tormentas lejanas. El swell puede viajar miles de kilómetros con muy poca pérdida de energía. En la costa atlántica de España, por ejemplo, es frecuente recibir swell generado por borrascas en el Atlántico Norte a más de 2 000 km. Los modelos de oleaje predicen ambas componentes por separado, lo cual es crucial para la navegación y la seguridad costera.

Aplicaciones prácticas

Los modelos de oleaje tienen aplicaciones directas en múltiples sectores. Para la navegación marítima, la predicción del oleaje es vital para la seguridad y la eficiencia de las rutas. En ingeniería costera, se usan para diseñar infraestructuras portuarias y defensas costeras. Los partes de surf se basan directamente en modelos de oleaje de alta resolución. La energía undimotriz necesita predicciones precisas del estado del mar para optimizar la generación eléctrica. Y los servicios de protección civil emiten alertas de oleaje basándose en las predicciones de estos modelos.