Ondas cruzadas estão se mostrando mais extremas do que extremas. Essas extraordinárias ondas profundas, sobre as quais pouco se sabe, podem se tornar quatro vezes mais íngremes do que se pensava ser possível. Isso emerge de uma pesquisa da TU Delft e outras universidades publicada hoje na Nature.
Há muito tempo, circulavam histórias sobre misteriosas ondas monstruosas que pareciam surgir do nada e até mesmo virar grandes navios. A natureza mítica se tornou história quando uma onda monstruosa foi registrada pela primeira vez na plataforma Draupner, no Mar do Norte.
Em 2018, Ton van den Bremer e seus colegas das Universidades de Edimburgo e Oxford conseguiram imitar essa onda de Draupner no laboratório pela primeira vez. Isso lhes deu a oportunidade de estudar a onda de perto. E isso deu insights inesperados.
Como ocorrem as ondas cruzadas
Sob certas condições do mar, as ondas ocorrem em várias direções. Isso pode acontecer onde dois mares se encontram, ou onde os ventos mudam de direção, como em um furacão. Quando ondas de duas direções convergem, uma onda cruzada é criada, desde que as direções estejam suficientemente distantes. O estudo também mostra que quanto mais distantes as direções estiverem, maior a onda cruzada pode se tornar.
Ondas rolantes quebram em um certo limite e então atingem sua inclinação máxima. O estudo mostra que ondas com uma alta propagação direcional podem se tornar até oitenta por cento mais íngremes do que esse limite antes de começarem a quebrar. Essas ondas podem, portanto, se tornar quase duas vezes mais altas que as ondas -gang antes de começarem a quebrar.
Onda rolante (l) e onda com alta dispersão direcional (r).
Inchaço ao quebrar
Os pesquisadores tropeçaram em outro fenômeno incomum que rompe com as teorias existentes. E isso é sem precedentes, de acordo com Van den Bremer: – Uma vez que uma onda começa a quebrar, você vê uma cabeça branca se formando, e normalmente não há como voltar atrás. Mas se uma onda com uma alta propagação direcional começa a quebrar, a onda ainda pode continuar a crescer. – A pesquisa mostra que essas ondas enormes, durante o processo de quebra, podem se tornar duas vezes mais íngremes, o que já era o dobro do limite original. Assim, somadas, as ondas podem se tornar quatro vezes mais íngremes do que se pensava ser possível.
Danos em estruturas offshore
O conhecimento de que ondas vindas de múltiplas direções podem se tornar até quatro vezes maiores do que o pensado pode fornecer orientação para tornar as estruturas offshore mais seguras. -A tridimensionalidade das ondas é frequentemente negligenciada no projeto de turbinas eólicas offshore e outras estruturas. Nossas descobertas sugerem que isso leva a projetos menos confiáveis-, disse Mark McAllister da Universidade de Oxford, que liderou os experimentos e agora trabalha como pesquisador sênior na Wood Thilsted.
Graças aos inovadores sensores verticais é possível fazer medições 3D precisas das ondas.
Inovação no método de medição 3D
Os insights são devidos ao desenvolvimento de um método de medição 3D no laboratório FloWave. -Os métodos 2D usuais para examinar ondas não eram adequados-, diz Van den Bremer. O grupo de pesquisa projetou uma nova maneira de obter uma imagem 3D das ondas. Ross Calvert da Universidade de Edimburgo: -Pela primeira vez, conseguimos medir alturas de ondas com resolução espacial tão alta em uma área tão grande. Isso nos permitiu entender muito mais detalhes da complexa quebra de ondas.
O consórcio de pesquisa é uma colaboração entre a University of Oxford, University of Edinburgh, University of Manchester, University College Dublin, Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay e TU Delft. Os resultados foram publicados na Nature em 18 de setembro de 2024.
ML McAllister, S. Draycott, R. Calvert, T. Davey, F. Dias e TS van den Bremer. 2024. Quebra de onda tridimensional. Natureza.
