martes, 12 de enero de 2016

Los Seiches: Ondas estacionarias en el Lago de Maracaibo

A propósito de la actividad sísmica que se ha registrado en los últimos meses del 201|5 en la zona del Vigía, estado Mérida, un grupo de profesores de Geociencias hemos estado revisando la literatura y los datos provenientes de FUNVISIS, dentro la cual,  hemos tenido a la mano el libro de Grases, J. (2002) titulado Introducción a la Evaluación de la Amenaza Sísmica en Venezuela y Acciones de Mitigación, donde se presenta un apartado sobre los maremotos (Tsunamis) de fuente distante y Seiches.
Atendiendo a las notas descritas y analizadas de la bibliografía antes mencionada, podemos indicar que según Richter (1958), el vocablo “seiche” es de origen suizo y fue introducido por el sismólogo e hidrólogo François-Alphonse Forel a fines del siglo XIX en sus trabajos sobre las oscilaciones del lago Leman (lago de Ginebra). Literalmente significa “balancearse atrás y adelante”, que se venía usando en la región para describir oscilaciones en los lagos alpinos.
Conceptualmente un seiche es una onda estacionaria en un cuerpo de agua encerrado o parcialmente encerrado. Los seiches y los fenómenos relacionados a seiches se han observado en lagos, embalses, piletas, bahías, mares. La clave de requerimiento para formar un seiche es que tal cuerpo de agua esté al menos parcialmente delimitadas, lo que permite la formación de la onda estacionaria.
EN ROJO UNA ONDA ESTACIONARIA, REPRESENTADA COMO UNA SUMA DE DOS ONDAS QUE SE PROPAGAN VIAJANDO EN DIRECCIONES OPUESTAS (VERDE Y AZUL).
Los seiches son frecuentemente imperceptibles a simple vista, y un observador en un bote sobre la superficie puede no darse cuenta que está ocurriendo debido a las longitudes de onda extremadamente largas. El efecto es causado por resonancias en el cuerpo de agua que está siendo disturbada por uno o más factores, y frecuentemente por efectos meteorológicos (viento, variaciones de la presión atmosférica), sismicidad o tsunamis.
Otro factor que interviene esla gravedad, que siempre trata de restaurar la superficie horizontal de un cuerpo de agua líquida, ya que representa la configuración en la que el agua está en equilibrio hidrostático. Los resultados del movimiento vertical armónico, produce un impulso que viaja a lo largo de la cuenca a una velocidad que depende de la profundidad del agua. El impulso se refleja de vuelta al final de la cuenca, generando interferencias.
De modo que las reflexiones repetidas producen ondas estacionarias con uno o más nodos, o puntos, que no experimentan ningún movimiento vertical. La frecuencia de la oscilación está determinada por el tamaño de la cuenca, su profundidad y las formas, y la temperatura del agua.
Los cambios en el nivel del lago durante un solo nodo seiches.
Los cambios en el nivel del lago durante un seiches de dos nodos.

Aumento local en el nivel del agua causada por el viento



IMAGEN DE UNA INUNDACIÓN OCASIONADA POR UN SEICHE
El período natural más largo correspondiente a un seiche en un cuerpo de agua rectangularmente encerrado, es usualmente representado por la fórmula de Merian:]
Resultado de imagen para fórmula de Merian:
Donde:
L: es la longitud,
H: la profundidad promedio del cuerpo de agua
G: la aceleración de la gravedad.

Imagen de explicación de la fórmula de Merian
Se han observado seiches tanto en lagos como en mares. El requisito clave es que la masa de agua esté parcialmente limitada para permitir la formación de ondas estacionarias. La regularidad de la geometría no es necesaria, incluso los puertos con formas muy irregulares, son observados de forma rutinaria a oscilar con frecuencias muy estables.
Atendiendo a la geografía, los seiches con pequeños ritmos están casi siempre presente en los grandes lagos. En los Grandes Lagos de Norteamérica, los seiches se suelen llamar slosh. Están siempre presentes, pero generalmente son imperceptibles, excepto durante los períodos de calma inusual. Los puertos, bahías, y estuariosson a menudo propensos a seiches pequeños. Los seiches también pueden formarse en mares semicerrados: el Mar del Norte.
Para1954, el huracán Hazel acumuló agua hacia el noroeste de la línea costera del lago Ontario cerca de Toronto, causando extensas inundaciones, y estabilizó un seiche que posteriormente causaría inundaciones a lo largo de la costa sur.
Los seiches en lagos pueden ocurrir violentamente: el 13 de julio de 1995, un enorme seiche en el lago Superior hizo que el nivel de agua cayera y luego volviera a subir un metro en quince minutos, dejando algunos barcos colgados de las amarras, cuando el agua se retiró.
Los sismos que generan seiches pueden ser observados a miles de km del epicentro del terremoto. Las piscinas son especialmente propensas a seiches causados por terremotos, pues los temblores de tierra a menudo coinciden con las frecuencias de resonancia de pequeños cuerpos de agua. El terremoto de Northridge de 1994, en California, causó que las piscinas se desbordaran por todo el sur de California.
De igual manera, los seiches han sido observados en mares como el Adriático y el Báltico, resultando en inundaciones de Venecia y San Petersburgo respectivamente. La bahía de Nagasaki es un área típica en Japón donde los seiches han sido observados de tiempo en tiempo, más frecuentemente en la primavera boreal ―especialmente en marzo―.
Los seiches también pueden ser inducidos por tsunami, un tren de ondas (series de ondas) generadas en un cuerpo de agua por un disturbio pulsante o abrupto que desplaza verticalmente a columnas de agua. En ocasiones, los tsunamis pueden producir seiches como resultado de peculiaridades geográficas locales. Olas solitarias internas en paquetes (solitones) generadas por la marea pueden excitar seiches costeros.
Aunque la mayor parte de la documentación técnica de las direcciones de seiches superficiales, que son fácilmente observables, los seiches también se observan por debajo de la superficie del lago actuando a lo largo de la termoclina en los cuerpos de agua constreñidos.
Seiches en Venezuela y Lago de Maracaibo
Se tiene el conocimiento de dos eventos documentados en el país: uno en 1868 y el otro en 1906, ambos atribuidos a sismos de gran magnitud con epicentro distante.
El primero, reportado por Centeno (1969), sucedió el día 12 de agosto de 1968 a las 3.30 P.M. hora local, como: “maremoto de 15 a 20 minutos en el Orinoco, Apure, Escalante… así como en el Lago de Maracaibo y costas del oriente venezolano”. Centeno cita cartas publicadas en la prensa, según las cuales en Santa Bárbara del Zulia:”….las aguas del rio Escalante se movían de tal modo, que una de sus riberas quedaba en seco y la otra se inundaba”.
El segundo evento sucedió el 31 de enero de 1906 a las 15:36 GMT y es reportado por Richter (1958) como uno de los sismos de mayor magnitud (8,9), con epicentro  en la costa pacífica cercana a la Frontera colombo-ecuatoriana. Centeno reporta que ese mismo día, a las 10 A.M. hora local de Venezuela, se repitieron fenómenos similares a los observados en agosto de 1868, en las mismas costas y ríos, tan al oriente como el Caño Colorado (Maturín); entre las observaciones reportadas destaca el oleaje en las costas del Lago de Maracaibo.
Atendiendo a la ingeniería de la protección, los ingenieros deben considerar el fenómeno seiches en el diseño de obras de protección de inundación: presa, embalses y diques, cuencas de almacenamiento de agua potable, puertos e incluso a cuencas de almacenamiento de combustible nuclear.


IMAGEN DE UNA INUNDACION EN LA VEREDA DEL ALGO DE MARACAIBO POR FUERTES VIENTOS
No se tiene conocimiento de estudios y evaluaciones que pronostiquen la importancia de futuros eventos de tipo seiches en el país; por referencias verbales, es probable que esta acción sísmica se haya considerado en el diseño de las obras de protección de poblaciones ubicadas en las zonas de subsidencia de la Costa Oriental del Lago de Maracaibo, sin embargo se tiene numerosas evaluaciones sísmicas emprendidas por PDVSA a finales de la década de los 70 e inicios de los 80 para sus equipos e instalaciones.
Como nota conclusiva podemos, es posible que haya  ]evidencia geológica que indique que la línea de costas venezolanas, pudo haber soportado seiches y tsunamis de más de 5 m de altura en eras prehistóricas, por lo que sugerimos que sehagan investigaciones y observacionessobre el riesgo de tenerlos y, sea tomado en cuenta en los planes de emergencia para la región. Recordemos que los seiches son imperceptibles a la vista podría estar ocurriendo el evento y no apreciarlo.

Pedro Emiro Machado
Lenin Cardozo

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