El fenómeno de las seiches, rissagues o meteotsunamis en el mediterráneo español y sus consecuencias en los puertos (3)

Continuando con el post sobre las Seiches ahora se describe la inversión subyacente transmite al mar de modo eficiente los cambios de presión, pudiendo las ondas atmosféricas entrar en resonancia (resonancia de Proudman) con el mar si coinciden las velocidades de propagación de ambos sistemas de ondas, con lo cual se produce una primera amplificación de las ondas largas en el mar abierto. Estas ondas largas pueden experimentar una nueva amplificación al llegar a la plataforma continental (amplificación en plataforma). Finalmente las ondas largas sufren una nueva amplificación en el puerto o bahía si su frecuencia dominante coincide con la de oscilación natural o con alguno de los modos de oscilación de dicho puerto o bahía (resonancia en puerto).

Figura 4. Esquema explicativo del mecanismo responsable de la formación
de rissagues en Menoría (figura realizada a partir de Montserrat (2006).

La situación meteorológica descrita suele presentarse en el Mediterráneo Occidental entre los meses de abril y octubre. La descripción detallada de esta situación meteorológico-oceanográfica puede encontrarse en Ramis y Jansà (1987).
El Dr. Jesus Pernas valida en 1997 el modelo de Jansá y también se comprueba la validez del modelo de situación meteorológica para la costa catalana. Se estudiaron 40 casos de seixes en las costas catalana y balear. En el 90 % de los casos se cumple en gran medida la situación meteorológica. En los casos en que se registraron seiches simultáneamente en Baleares y Cataluña, la situación meteorológica encaja perfectamente con el modelo de Jansá. De todos los casos estudiados sólo uno se produjo durante un mes invernal, diciembre, pudiéndose deber el fenómeno a otras causas ya que la situación meteorológica no se ajustaba al modelo general. El resto de los casos se registraron entre Mayo y mediados de Septiembre. En 2007 J. Cornellà estudió las “Seixes” que de producen en las bahías del Fangal y els Alfacs en el Delta del Ebro, ambas cuencas con períodos de oscilación mucho mayores que 30 minutos por lo que posiblemente el mecanismo generador sea otro. En 2008 Šepić, Vilibic y Monserrat constataron la simultaneidad de ocurrencia de seiches o meteotsunamis en Baleares y en determinados puertos del Adriático.
Resonancia en puertos y bahías (Harbour resonance)
Si las ondas largas generadas mar adentro llegan a las bocanas de los puertos y bahías con una frecuencia dominante coincidente con la del periodo de oscilación natural del puerto o bahía, o con la de alguno de sus armónicos, se produce la oscilación de las aguas del puerto y su posterior amplificación de la misma. Si la causa generadora se prolonga en el tiempo suficientemente las aguas del puerto pueden entrar en resonancia. Por tanto, la existencia de olas largas externas al puerto bahía es necesaria pero no suficiente para la producción de seiches importantes en puertos. El puerto o bahía ha de tener unas propiedades de resonancia bien definidas y un factor de calidad Q alto (Montserrat, 2006). Raichlen (1966) propone la siguiente expresión para obtener el factor de amplificación H en un puerto de las ondas largas procedentes de mar abierto,

donde f es la frecuencia de las ondas largas, f0 la frecuencia resonante del puerto. Cuando hay resonancia, H vale Q2 ya que f = f0. Cuando f=0, H=1 y cuando f=¥, entonces H=0. El factor Q aumenta en puertos con bocanas estrechas.

Figura 5. Resonancia portuaria: episodio de rissaga del 15 de junio de 2006.Se alcanzó una amplitud de onda de 4,5 m. En 1 se inicia el vaciado del puerto. En 2 el fondo queda a la vista. En 3 la ola de rissaga irrumpe con violencia volviendo a llenar el puerto. En 4 máximo llenado del puerto con graves años para las embarcaciones (35 barcos hundidos y 100 afectados). Tomado de: http://www.flickr.com/photos/carlospons/170284566/in/set-1030277/

En España se han registrado o se tiene noticia de ocurrencia de seiches en diferentes puertos y bahías, ubicados casi todos en el Mediterráneo. De hecho, estas oscilaciones anormales del nivel del mar son más evidentes en el Mediterráneo donde la máxima amplitud de la marea es de unos 20 o 30 cm.
En puertos con períodos de oscilación menores a 5 minutos hay que sospechar en otros mecanismos generadores de ondas largas, como por ejemplo los surf beats, cuyo período está comprendido entre 1 y 5 minutos.
Medidas para combatir el efecto de las seiches resonantes en los puertos.
Los episodios de resonancia debidos a las causas aquí expuestas producen cuantiosos daños materiales en la flota amarrada en los puertos. En algún caso se han producido víctimas mortales. Las medidas para reducir el efecto de estos fenómenos pueden dividirse en dos tipos: medidas preventivas y medidas paliativas.

Medidas preventivas y paliativas
Una vez que este fenómeno meteorológico-oceanográfico ha sido bien identificado y estudiado, el diseño de futuros puertos y dársenas debería tener en cuenta una serie de medidas:

• Evitar aquellas configuraciones naturales y formas de dársena que favorezcan los fenómenos de resonancia. En este sentido cabe indicar la llamada “harbour paradox” enunciada por Munk, ya que puertos con bocanas estrechas ofrecen un mejor abrigo a la flota, pero en cambio son mucho más favorables a la resonancia (su factor de calidad Q presenta valores muy altos).
• Modelización numérica y física previa a la construcción del puerto.
• Evitar la permeabilidad al oleaje de los diques rompeolas (obras porosas).
• Separar la frecuencia natural de oscilación del puerto de la de los componentes principales del oleaje incidente.
• Hacer que las sucesivas dársenas de un puerto presenten distintas características a efectos dinámicos.
• Desviar la energía recogida en una dársena, presumiblemente afecta a un fenómeno de resonancia, hacia un rebosadero o un canal de gran anchura.

En relación a medidas paliativas en puertos ya existentes con problemas de resonancia debidos a meteotsunamis pueden adoptarse las siguientes medidas:

• Implantación de un sistema de vigilancia de los meteotsunamis para la detección temprana de las causas que los generan. En este sentido se ha mencionado más arriba el sistema de vigilancia de las rissagues existente en Baleares desde 2006.
• Instalación de compuertas abatibles en las bocanas de los puertos con problemas de resonancia. Esta medida tiene sentido si coexiste con la anterior medida.
• Construcción de pantalanes flexibles que se adapten a las oscilaciones esperadas del nivel de las aguas del puerto.

Referencias citadas
CORNELLÀ, J., (2007), Anàlisi de seixes a les Badies del Fangar i dels Alfacs al Delta de l'Ebre, Tesina de especialización, Escuela Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Universitat Politècnica de Catalunya. Barcelona.
MONTSERRAT, S., Vilibic, I. & RABINOVICH, A. B., (2006), Meteotsunamis : atmospherically induced destructive ocean waves in the tsunami frequency band, Natural Hazards and Earth System Sciences, 6, 1035-1051.
PERNAS, J., (1997), Causa meteorológicas de las seiches en la costa catalana-balear, Departament de Geografia Física i A.G.R., Universitat de Barcelona (tesina de licenciatura), Barcelona.
RAMIS C. y JANSÁ, A., (1987) Situación meteorológica a escala sinóptica y mesoescala simultánea a la aparición de rissagues, I Jornades sobre Rissagues, Institut Menorquí d’Estudis, Mahón.
SEPIC, J., ORLIC, M. & VILIBIC, I. (2008), The Bakar Bay seiches and their relationship with atmospheric processes, Acta Adriatica 49 (2) 107-123.