Para melhor entendermos o padrão das ondas e melhor conseguirmos surfar as ondas, vamos precisar de conhecer um pouco as suas características e os tipos
de ondas que podemos encontrar.
Porque no mar não existe uma trajectória única e perfeita para o nosso downwind, quanto mais nós soubermos sobre as várias ondas que podemos encontrar, mais fácil vai ser o posicionamento do nosso surfski na onda e a ligação
entre ondas.
CARACTERISTICAS DAS ONDAS
Uma onda ideal
apresenta partes altas (cristas) e
baixas (cavas).
Altura da onda (H): diferença de altitude entre cristas
e cavas
Comprimento de onda (L): distância horizontal entre 2 pontos
homólogos consecutivos (cristas ou cavas)
Declive da onda (H/L): relação entre comprimento e altura
Período (T) da onda: o tempo que demora a passar
uma onda completa
Frequência (f): é o número de cristas ou de cavas que
passa num dado ponto num minuto. É igual a 60/T.
Fig. 1 - Características das ondas orbitais
TIPOS DE ONDAS
ONDAS DE AGUAS PROFUNDAS
São as ondas que surfamos ao largo e aquelas que gostamos de fazer a ligação entre elas para ganhar mais velocidade e sermos mais rápidos que as próprias ondas. São ondas que ocorrem quando a profundidade é maior que metade do comprimento de ondas.
Não são afectadas pelos fundos oceânicos.
As órbitas circulares das partículas de água têm um
diâmetro igual à altura da onda. Quando uma partícula está na crista da onda,
move-se no mesmo sentido da propagação da energia. Quando está na cava, move-se
no sentido inverso, ou seja na cava da onda vamos apanhar a àgua a mover-se no
sentido contrário à nossa progressão.
Fig. 2 - Transmissão da energia do vento para as ondas
ONDAS DE ÁGUAS BAIXAS (shallow water waves).
São as ondas que vamos apanhar ao nos aproximar-mos da costa. São ondas cuja
profundidade é inferior a 1/20 do comprimento de onda. Incluem-se nesta
categoria as ondas geradas pelo vento quando se aproximam da linha de costa. A
sua velocidade aumenta com a profundidade. A movimentação das partículas em águas
pouco profundas é uma órbita elíptica muito achatada que se aproxima da
oscilação horizontal.
Fig. 3 - Modificações sofridas pelas ondas quando se aproximam das linhas de costa.
ONDAS DE TRANSIÇÃO
As ondas de
transição acontecem quando a profundidade é inferior a metade do comprimento de
onda mas maior que 1/20 do comprimento de onda. A sua velocidade é controlada
em parte pelo comprimento de onda e em parte pela profundidade.
Fig. 4 - Ondas de água profundas, intermédias e pouco profundas
ONDAS CRIADAS PELOS VENTOS
São aqueles que
mais nos interessam e para as quais os surfski foram criados.
Quando o vento
sopra, as tensões por ele criadas (fig.5) deformam a superfície do oceano sob a
forma de pequenas ondas com cristas arredondadas e cavas em forma de
"V" e com comprimentos de onda muito curtos, inferiores a 1,74 cm. Chamam-se rídulas
(ripples) e a tensão superficial da água tem tendência a destruí-las,
restaurando a superfície lisa da água (fig. 6, parte esquerda).
Fig. 5 - Transmissão da energia do vento para as ondas
À medida que
estas ondas se desenvolvem, a superfície do mar ganha um aspecto irregular, o
que permite uma maior exposição ao vento e uma maior transferência da energia
do vento para as águas. Quando essa energia aumenta desenvolvem-se ondas de
gravidade. Estas têm comprimentos de onda superiores a 1,74 cm e uma forma
sinusoidal (fig. 6, parte média). Uma vez que atingem uma maior altura, a
gravidade torna-se a principal força de restauração da superfície, daí o nome
de ondas de gravidade.
Se a energia
que lhes é fornecida aumentar, a altura da onda aumenta mais do que o
comprimento. Assim, as cristas tornam-se pontiagudas e as cavas arredondadas
(fig. 6, direita).
Fig. 6 - Ondas de capilaridade e de gravidade
A energia do
vento faz aumentar a altura, comprimento de onda e velocidade das ondas. Mas
quando a velocidade das ondas iguala a dos ventos, já não é adicionada mais
energia à onda, que atinge então a sua maior dimensão. A zona de origem das
ondas (em inglês designa-se como "sea")
é caracterizada por uma superfície eriçada por ondas de pequeno comprimento de
onda, com ondas movendo-se em várias direções e com diferentes períodos e
comprimentos de onda (fig. 6). Este facto deve-se à acentuada variação da direção
e velocidade do vento.
Outros fatores
que condicionam a energia das ondas são a duração do impulso do vento numa dada
direção e fetch (distância em que o vento sopra na mesma direção).
SWELL
O sweel
são ondas de gravidade que não foram criadas pelo vento local.
Quando as ondas
se aproximam das margens oceânicas, onde a velocidade do vento diminui, elas
podem viajar mais depressa que o vento. Nessa altura o declive da onda diminui
e elas transformam-se em ondas com longas cristas designadas como “swell” (fig.7). O swell pode deslocar-se ao longo de grandes distâncias sem perda
significativa de energia. Sistemas de ondulação originados na Antárctida foram
encontrados a quebrar no Alasca, depois de viajar mais de 10.000 km. As ondas com
maior comprimento de onda serão aquelas que viajam mais depressa, porque, em
águas profundas, a velocidade é função do comprimento de onda.
Fig. 7 - Exemplo de Swell
PADRÕES DE INTERFERÊNCIA
Porque o swell
de diversas tempestades coexiste no oceano, é inevitável que venham a colidir e
interferir uns com os outros. Isso cria padrões de interferência. Trata-se da
soma algébrica da movimentação que cada uma delas produziria de per si.
Quando os sistemas de ondas de 2 áreas de origem colidem, o resultado pode ser
construtivo, destrutivo, e mais frequentemente, misto.
A interferência
construtiva acontece quando ondulações com o mesmo comprimento de onda se
encontram em fase, o que significa que as cristas e as cavas coincidem. A onda
resultante terá o mesmo comprimento de onda e uma altura que será a soma das
alturas individuais (fig. 8, esquerda).
A interferência
destrutiva acontece quando as cristas de um sistema coincidem com as cavas de
outro. Se os sistemas de ondulação têm características semelhantes, a soma
algébrica será zero, e a energia de um será cancelada pela do outro (fig. 8, centro).
Porém, é mais
provável que haja ondas de diversos comprimentos e alturas em cada sistema
e por isso, que se desenvolva uma interferência mista. É por isso que, os
sistemas de ondulação que chegam à costa geralmente têm padrões irregulares com
sequências de ondas altas e baixas (fig.8, direita).
Fig.8 - Padrões de Interferência
ONDAS LIVRES E ONDAS FORÇADAS
As ondas
forçadas são mantidas pelo vento, de tal forma que as suas características
estão adaptadas a ele.
Nas ondas
livres a movimentação dá-se de acordo com os ventos na área de origem mas não
existe uma força que as mantenha em movimento. Mesmo na área de origem, existe uma
mistura entre ondas livres e forçadas. Além disso, dado que o vento é variável,
há sempre vários sistemas de ondas criados em cada área de origem.
ONDAS TRAIÇOEIRAS (Rogue Waves)
Uns dos
mistérios do oceano são as causas das ondas traiçoeiras, ondas maciças que
podem atingir o equivalente a 10 andares de altura (cerca de 30m!). Resultam de
raras coincidências num comportamento normal das ondas.
No oceano
aberto, uma onda em cada 23 terá mais do dobro da altura média. Uma em 1175
terá uma altura 3 vezes maior e uma em 300,000, quatro vezes maior.
Provavelmente
elas são devidas a uma interferência construtiva extraordinária. São mais
frequentes a sotamar de ilhas ou baixios e onde ondas de tempestade chocam
contra fortes correntes marítimas.
REBENTAÇÃO (Surf)
Quando a
profundidade é inferior a 1/20 do comprimento de onda as ondas começam a
comportar-se como ondas de pequena profundidade. A movimentação das partículas
é muito retardada pela acção do fundo e existe um significativo transporte de
água em direcção à linha de costa (fig. I).
O fundo
marinho, a baixa profundidade, interfere com o movimento das partículas na base
da onda, atrasando-a. Por isso, há uma espécie de compressão das cristas das
ondas, o que reduz o respectivo comprimento de onda. Esse facto é compensado
por um aumento da altura.
As cristas
tornam-se estreitas e pontiagudas e as cavas tornam-se curvas largas, tal como
nas ondas de alta energia do mar aberto. O aumento da altura acompanhado de
diminuição do comprimento de onda aumenta o declive da onda (H/L). Quando este
atinge 1/7, a onda quebra (fig. I).
A vaga mais
vulgar é a vaga por derramamento (spilling breaker, fig. 9). Esta resulta de um
declive relativamente suave do fundo, que extrai energia mais gradualmente da
onda, produzindo uma massa turbulenta de ar e água que escorre na frente da
onda em vez de encaracolar no topo.
Nas vagas em
voluta a crista da onda adianta-se muito em relação à sua base e desaba por
falta de apoio. Estas vagas em voluta formam-se em praias com um declive
moderado (fig. 9).
Se o
declive da praia e a altura da onda foram muito acentuados, a onda quebra sobre
a forma de grandes rolos ou vagalhões (surging
breakers, fig. 9). É o que acontece com as vagas de tempestade.
Fig .9 - Rebentação. Vagas por derramamento, voluta e rolo.
REFRACÇÃO DAS ONDAS
As ondas
começam a arquear-se e os comprimentos de onda a tornarem-se mais curtos quando
os sistemas de ondulação "sentem o fundo" ao aproximar-se da linha de
costa.
É raro que o
ângulo de aproximação à praia seja exactamente 90°. Por isso, alguns sectores
começarão a "sentir o fundo" mais cedo e atrasar-se-ão em relação ao
resto da onda. Disso resulta uma curvatura da frente da onda que se designa
como refracção da onda
Na figura 10,
vemos como uma topografia de fundo irregular atrasa certas partes da onda que
se aproxima da costa.
A
refracção distribui energia de uma forma desigual na praia. Se construirmos
linhas perpendiculares à frente das ondas, e as espaçarmos de modo que a
energia nesses sectores seja sempre igual, obtemos linhas ortogonais (fig. 10)
que nos ajudam a compreender como a energia das vagas se distribui. As
ortogonais convergem nos promontórios e divergem nas baías. Por isso a energia
e a erosão será maior nos promontórios e mais dispersa nas baías, onde pode
ocorrer acumulação de areias. A maior energia nos promontórios é demonstrada
pela existência de ondas mais altas.
Fig.10 - Refracção das ondas
REFLEXÃO DAS ONDAS
Nem toda a
energia das ondas é consumida quando elas esbarram contra a linha de costa. Uma
parede vertical, tal como um molhe, pode reflectir a ondulação de volta para o
oceano, com pouca perda de energia (fig. 11). A reflexão das ondas nas
barreiras costeiras ocorre segundo um ângulo igual ao ângulo de incidência.
Fig.11 - Reflexão das ondas
.png)