En hidrodinámica , un clapotis (del francés , "lamimiento del agua") es un patrón de onda estacionaria que no se rompe , causado, por ejemplo, por el reflejo de un tren de ondas superficiales que se desplaza desde una costa casi vertical como un rompeolas , un malecón o un acantilado escarpado. . [1] [2] [3] [4] La onda clapótica resultante no viaja horizontalmente, sino que tiene un patrón fijo de nodos y antinodos . [5] [6] Estas olas promueven la erosión en la base del muro, [7] y pueden causar daños graves a las estructuras costeras. [8] El término fue acuñado en 1877 por el matemático y físico francés Joseph Valentin Boussinesq , quien llamó a estas ondas 'le clapotis', que significa "el lapeado". [9] [10]
En el caso idealizado de "clapotis completo", donde una onda entrante puramente monótona se refleja completamente normal a una pared vertical sólida, [11] [12] la altura de la onda estacionaria es el doble de la altura de las ondas entrantes a una distancia de media longitud de onda. desde la pared. [13] En este caso, las órbitas circulares de las partículas de agua en la onda de aguas profundas se convierten en un movimiento puramente lineal, con velocidades verticales en los antinodos y velocidades horizontales en los nodos. [14] Las ondas estacionarias suben y bajan alternativamente en un patrón de imagen especular, a medida que la energía cinética se convierte en energía potencial , y viceversa. [15] En su texto de 1907, Arquitectura naval , Cecil Peabody describió este fenómeno:
En cualquier instante el perfil de la superficie del agua es como el de una onda trocoidal , pero el perfil en lugar de parecer correr hacia la derecha o hacia la izquierda, crecerá desde una superficie horizontal, alcanzará un máximo desarrollo y luego se aplanará hasta la superficie. vuelve a ser horizontal; inmediatamente se formará otro perfil de onda con sus crestas donde antes estaban los huecos, crecerá y se aplanará, etc. Si se concentra la atención en una determinada cresta, se la verá crecer hasta su mayor altura, extinguirse y lograrse el mismo lugar por una hondonada, y el intervalo de tiempo entre las sucesivas formaciones de crestas en un lugar dado será el mismo que el tiempo de una de las ondas componentes. [dieciséis]
La verdadera clapotis es muy rara, porque es poco probable que la profundidad del agua o la precipitación de la orilla satisfagan completamente los requisitos idealizados. [15] En el caso más realista de clapotis parcial, donde parte de la energía de las olas entrantes se disipa en la costa, [17] la ola incidente se refleja menos del 100%, [11] y solo se forma una onda estacionaria parcial donde Los movimientos de las partículas de agua son elípticos. [18] Esto también puede ocurrir en el mar entre dos trenes de ondas diferentes de longitudes de onda casi iguales que se mueven en direcciones opuestas, pero con amplitudes desiguales. [19] En la clapotis parcial, la envoltura de la onda contiene algo de movimiento vertical en los nodos. [19]
Cuando un tren de ondas golpea una pared en un ángulo oblicuo, el tren de ondas reflejadas se aleja en el ángulo suplementario provocando un patrón de interferencia de ondas entrecruzado conocido como clapotis gaufré ("clapotis gofrado"). [8] En esta situación, las crestas individuales formadas en la intersección de las crestas del tren de ondas incidentes y reflejadas se mueven paralelas a la estructura. Este movimiento ondulatorio, cuando se combina con los vórtices resultantes , puede erosionar el material del fondo marino y transportarlo a lo largo de la pared, socavando la estructura hasta que falla. [8]
Las ondas clapóticas en la superficie del mar también irradian microbaroms infrasónicos a la atmósfera y señales sísmicas llamadas microsismos acopladas a través del fondo del océano a la Tierra sólida. [20]
Clapotis ha sido llamado la pesadilla y el placer del kayak de mar . [21]
El sistema de ondas estacionarias resultante de la reflexión de un tren de ondas progresivas desde una pared vertical (clapotis)…Eid, Bassem M.; Zemell, Sheldon H. (1984). "Errata: Análisis dinámico de una bomba suspendida en un pozo vertical conectado al océano". Revista Canadiense de Ingeniería Civil . 11 : 137. doi : 10.1139/l84-025.
Esta simplificación supone que se forma un patrón de onda estacionaria, llamado clapotis, frente a una pared donde se combinan las ondas incidentes y reflejadas.
…si la onda viaja exactamente en la dirección opuesta, entonces se puede desarrollar una onda estacionaria o clapótica.
clapotis… denota una onda estacionaria completa, una onda que no viaja horizontalmente sino que tiene nodos y antinodos distintos.
{{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )... la energía de las olas reflejada interactuó con las olas entrantes para producir ondas estacionarias conocidas como clapotis, que promueven la erosión en la base de la pared.
Clapotis Gaufre Cuando la onda incidente forma un ángulo α con la normal desde un límite vertical, entonces la onda reflejada estará en una dirección α en el lado opuesto de la normal.
En esta breve nota presentamos la contribución original de Boussinesq a la teoría no lineal del problema de las ondas de agua estacionarias bidimensionales por gravedad, que él definió como 'le clapotis'.
Creemos que fue Boussinesq en 1877 quien fue el primero en abordar las ondas estacionarias no lineales.
En las páginas 332-335 y 348-353 de[7]se refiere a 'le clapotis', es decir, ondas estacionarias, y su tratamiento, que incluye los casos de profundidad finita e infinita, es una teoría no lineal llevada al segundo orden en la amplitud. .
CLAPOTIS El equivalente francés de un tipo de ONDA ESTACIONARIA.
En el uso estadounidense generalmente se asocia con el fenómeno de onda estacionaria causado por la reflexión de un tren de ondas ininterrumpidas desde una estructura con una cara vertical o casi vertical.
La clapotis completa es aquella con un 100 por ciento de reflexión de la onda incidente;
La clapotis parcial es aquella con menos del 100 por ciento de reflexión.
Un tipischer extremer Fall von Reflektion tritt an uner starren senkrechten Wand auf.
(Un caso típico de reflexión extrema ocurre en una pared vertical rígida).
{{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )Las olas que impactan contra la pared vertical de un cajón o contra el costado de una barcaza se reflejan completamente, formando una onda estacionaria o clapotis, de casi el doble de la altura significativa de la ola , a una distancia de la pared de media longitud de onda.
Este fenómeno también se llama "Clapotis" y las órbitas circulares de los movimientos de las partículas han degenerado en líneas rectas.
Esto da como resultado sólo velocidades verticales en los antinodos y velocidades horizontales en los nodos.
La onda estacionaria aumentará y colapsará alternativamente a medida que la energía cinética se convierte en energía potencial y viceversa.
Esta acción se ve más claramente cuando una ola se refleja desde un malecón vertical, y se conoce como clapotis.
Sin embargo, las olas frente a los diques y rompeolas de los puertos reales son ondas estacionarias más bien parciales, de modo que parte de la energía incidente de las olas se disipa...
Onda parcialmente estacionaria debida a la reflexión (parcial) de una onda incidente contra un obstáculo. Las elipses son las trayectorias de las partículas de agua a medida que se mueven en un período de onda.
Si una de las ondas progresivas opuestas tiene una altura menor que la otra, como en la reflexión parcial de una pared, los nodos y antinodos resultantes se ubicarán en la misma posición, pero las órbitas de las partículas de agua no serán de carácter rectilíneo.[ página necesaria ]
En este proceso, se produce la interferencia de ondas dirigidas de manera diferente, lo que forma ondas de agua estancada, o la llamada clapotis.... Para examinar y localizar estas ondas, se propone utilizar sus propiedades inherentes para ejercer ("bombear") una variación presión sobre el fondo del océano, que genera vibraciones microsísmicas, e irradiar infrasonidos a la atmósfera.