Teoría de las olas y navegación en mar gruesa

Requisitos previos

Deberías haber completado la lección de Maniobra a alta velocidad, para saber asentar una embarcación, usar los estabilizadores de asiento y virar con seguridad a velocidad. Necesitas los conocimientos de tiempo y de mareas que se esperan a nivel de Intermediate Powerboat: leer las predicciones de aguas costeras y del Boletín de Navegación, la escala Beaufort, y calcular la dirección y la intensidad de la corriente de marea a partir de un atlas de mareas o de los rombos de marea. También deberías haber dado (o recibido) una charla completa de seguridad con asientos, asideros y señales, tal como se explica en la primera lección de este curso.

Objetivos de aprendizaje

Al terminar esta lección deberías ser capaz de:

• Definir la altura, la longitud, el periodo y la pendiente de una ola, y estimar la longitud y la velocidad de la ola a partir del periodo.
• Explicar cómo influyen la intensidad del viento, el fetch, la duración, la marea y la profundidad en el estado de la mar, incluida la altura de ola significativa y la máxima.
• Explicar por qué el viento contra la marea y los remolinos (overfalls) producen mares peligrosas, y planificar para evitarlos.
• Conducir una embarcación rápida con seguridad en mar de proa, de través y de popa, usando el acelerador, el asiento y el rumbo.
• Explicar cómo se atraviesa una embarcación en una mar de popa y cómo evitarlo.
• Explicar el riesgo de lesiones por impacto (slamming) en los pasajeros (boletín de seguridad MAIB 3/2023), y cómo reducirlo mediante los asientos, el apoyo del cuerpo, la información y la velocidad.

Teoría de las olas

Medir una ola

El diagrama siguiente muestra las partes de una ola y cómo el viento contra la marea las modifica.

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• Altura (H): la distancia vertical entre el seno y la cresta.
• Longitud (L): la distancia horizontal de una cresta a la siguiente.
• Periodo (T): el tiempo en segundos que tardan dos crestas en pasar por un punto fijo, como una boya. Puedes medirlo con un reloj.
• Pendiente: altura dividida por longitud (H/L). Una ola se vuelve inestable y empieza a romper cuando su pendiente alcanza aproximadamente 1 entre 7.

Periodo, longitud y velocidad

En aguas profundas, la longitud y la velocidad de una ola dependen solo de su periodo:

• Longitud en metros ≈ 1,56 × T al cuadrado
• Velocidad en nudos ≈ 3 × T

Estos números importan a una embarcación rápida. En una neumática (RIB) de 7 m a 25 nudos, vas más deprisa que la mayoría de las olas de viento. Navegando a favor de la mar, adelantarás a las olas que tienes delante; navegando contra ella, las encuentras a la suma de tu velocidad y la de ellas. Una mar corta y empinada, con un periodo de 4 segundos, a la que te enfrentas de frente a 25 nudos golpea la proa cada 1 o 2 segundos.

Qué forma la mar

La altura de la ola depende de:

• Intensidad del viento. En una mar completamente desarrollada, la altura de la ola aumenta aproximadamente con el cuadrado de la velocidad del viento, así que el doble de viento puede significar hasta cuatro veces más altura de ola.
• Fetch. La distancia de mar abierta sobre la que sopla el viento. Un viento fuerte de tierra da una mar tranquila cerca de la costa y una mar gruesa a unas pocas millas.
• Duración. Cuánto tiempo lleva soplando el viento. Una mar tarda horas en alcanzar su altura máxima para un viento dado.
• Mar de fondo. Las olas de un temporal lejano se suman a la mar de viento local, a veces desde una dirección distinta, y producen una mar confusa.
• Profundidad. Cuando las olas entran en aguas menos profundas que aproximadamente la mitad de su longitud, se frenan, se acortan y se empinan. En un bajo o un banco poco profundo, una mar de fondo moderada puede romper.
• Corriente de marea. Se trata más abajo: a menudo es el factor más importante para la navegación costera en embarcaciones a motor.

Altura de ola significativa y máxima

Las predicciones dan la altura de ola significativa: la altura media del tercio más alto de las olas. Las olas individuales varían mucho. En unas pocas horas, debes esperar de vez en cuando olas casi el doble de la altura significativa. Una predicción de "moderada, de 1,25 a 2,5 m" puede incluir olas individuales de más de 4 m. Al planificar, piensa en la ola más grande que podrías encontrar, no en la media.

El viento contra la marea

Cuando el viento sopla contra la corriente de marea, las olas avanzan contra el agua en movimiento. La corriente frena efectivamente las olas, así que se apelotonan: su longitud se acorta y su altura crece. El resultado es una mar corta, empinada y que rompe. Con el viento y la marea a favor ocurre lo contrario: las olas se alargan, se vuelven más bajas y más regulares.

Como guía aproximada, una corriente de 2 nudos contra una fuerza 5 puede convertir una mar moderada en una mar gruesa, y en un cabo donde la corriente supera los 4 nudos, el viento contra la marea puede producir mares peligrosas para cualquier embarcación pequeña.

Planificación práctica

• Averigua cuándo cambia la corriente en cada cabo de tu ruta, usando el atlas de corrientes de marea o los rombos de marea de la carta. Tu tiempo de travesía puede ser corto, pero un cabo puede estar en calma a las 10:00 y ser peligroso a las 11:00.
• A alta velocidad, a menudo puedes calcular el momento de tu travesía para doblar un cabo con la corriente en calma o con el viento y la marea a favor.
• Si el viento previsto va contra la marea viva en un paso con corriente fuerte, considera una ruta por aguas interiores (si el derrotero la recomienda), una ruta amplia mar afuera, o esperar.

Remolinos (overfalls) y pasos de marea

Los remolinos (overfalls) son zonas de agua agitada y confusa, con olas que rompen, donde una corriente de marea pasa sobre un fondo irregular, un escalón, un cambio brusco de profundidad, o pasa junto a un cabo. Aparecen en las cartas con un símbolo de línea ondulada y tienen nombre en los derroteros. Ejemplos conocidos en el Reino Unido son Portland Race, St Alban's Ledge y los pasos cerca de las islas del Canal.

Los remolinos son peores:

• En mareas vivas, cuando las corrientes son más fuertes.
• Con viento contra la marea.
• Con la velocidad máxima de la corriente, normalmente unas tres horas después de la agua muerta.

Pueden ser peligrosos incluso con vientos flojos. Las olas en un paso pueden ser cortas, empinadas, romper y venir de varias direcciones a la vez. Una embarcación rápida puede ser lanzada por una ola en una dirección y golpeada contra otra. Evítalos así:

1. Planifica tu ruta alrededor de ellos usando la carta y el derrotero.
2. Pasa en agua muerta, o bien alejado del paso.
3. Si debes atravesar agua rota, reduce mucho la velocidad y trátala como una mar de proa gruesa, con la tripulación sentada y agarrada.

Navegar en mar gruesa

El principio es sencillo: reduce la velocidad hasta que la embarcación se mantenga en el agua y la tripulación esté cómoda, y después conduce de forma activa, usando el acelerador y el asiento en cada ola. Una embarcación rápida en mar gruesa se conduce con una mano en el volante y otra en el acelerador.

El diagrama siguiente muestra la técnica para mar de proa y de popa.

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Mar de proa

En mar de proa, el peligro es despegar desde la cresta y golpear contra el seno o contra la siguiente ola.

1. Asienta un poco la embarcación y baja ligeramente los estabilizadores. Así la proa se mantiene baja y la parte delantera afilada de la uve corta las olas.
2. Reduce la velocidad hasta que la embarcación deje de despegar del agua.
3. Toma las olas en ángulo, de 20 a 40 grados fuera de la proa, en lugar de de frente. La embarcación encuentra cada ola sobre una longitud mayor del casco, y la cresta llega de forma menos brusca. Haz eses si hace falta para mantener el rumbo medio.
4. Trabaja el acelerador en cada ola: potencia para subir por la cara, reduce justo antes de la cresta para que la proa no despegue, y después vuelve a dar potencia cuando la embarcación pasa por encima para levantar la proa y posarte sobre la parte trasera de la ola, no sobre su morro.
5. Mira hacia delante para ver las olas más grandes. Las olas llegan en grupos (series); reduce la velocidad antes de que lleguen las mayores.

Mar de través

Con las olas por el través, la embarcación balancea, y una gran ola que rompe por el través puede volcar una embarcación pequeña.

• Vigila las crestas que rompen por el lado de barlovento. Si se acerca una gran rompiente, gira la proa (o la popa) hacia ella para que no te golpee por el través.
• Haz eses a través de la mar: alterna tramos cortos con las olas por la proa y por el cuarto, en lugar de navegar con las olas por el través.
• Mantén la embarcación asentada según el comportamiento de las olas, y el peso de la tripulación bajo y centrado.

Mar de popa

Una mar de popa parece fácil al principio, porque el movimiento es más suave. En realidad es la mar más peligrosa para una embarcación rápida, por el riesgo de atravesarse (broaching).

Cómo ocurre un broach. Una ola por la popa levanta la popa. La proa se hunde en la parte trasera de la ola de delante, o en el seno. La proa agarra el agua (la proa dirige), mientras que la popa, sobre la cresta, tiene poco agarre. La embarcación derrapa lateralmente, acaba con el través a la mar y puede ser volcada por la siguiente ola o anegada.

Cómo conducir en mar de popa:

1. Asienta un poco hacia fuera para mantener la proa alta.
2. Ponte sobre la parte trasera de la ola de delante. Iguala su velocidad, con la proa justo detrás de la cresta.
3. No adelantes a la ola de delante. Si pasas por encima de su cresta, caes por su cara empinada hacia el seno con la siguiente ola levantando la popa: un broach clásico.
4. Tampoco dejes que te alcance la ola de detrás. Mantén potencia de reserva para estar siempre por delante de una cresta que rompe por popa.
5. Mira hacia popa con regularidad, o haz que el vigía lo haga.

Resumen del trabajo con el acelerador

Impactos (slamming) y lesiones de pasajeros

Por qué el impacto lesiona a las personas

Cuando una embarcación rápida cae desde una ola, el casco golpea el agua y se detiene casi al instante. Cualquiera que esté sentado en un asiento rígido es empujado hacia abajo con fuerza contra él. La columna recibe la fuerza, y si el impacto es lo bastante grande puede causar fracturas por compresión de las vértebras, normalmente en la zona lumbar. Las personas con problemas de espalda, las personas mayores y las embarazadas tienen más riesgo. Los impactos repetidos más pequeños y la vibración de todo el cuerpo provocan fatiga y lesiones a largo plazo: la MCA trata los efectos de los choques y los impactos en embarcaciones pequeñas en la MGN 436.

Dónde son peores las fuerzas

La aceleración vertical durante un impacto es mucho mayor en la proa que en la popa, porque la embarcación cabecea alrededor de un punto situado a popa del centro. La proa sube más y cae más. El diagrama siguiente muestra el efecto en una neumática con pasajeros.

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Boletín de seguridad MAIB 3/2023

El 7 de junio de 2023, una neumática de safari marino con 12 pasajeros y 2 tripulantes salió de su embarcadero y, tras la charla de seguridad, aumentó la velocidad en mar picada. La neumática encontró una ola de costados empinados, cayó desde ella y golpeó contra el seno. Un pasajero en un asiento de proa salió despedido y sufrió una lesión medular que le dejó paralizado de la cintura para abajo.

La MAIB publicó el boletín de seguridad 3/2023 en septiembre de 2023. Sus conclusiones principales fueron:

• Los pasajeros sentados en la proa de las neumáticas corren un riesgo significativamente mayor de fracturas vertebrales, independientemente de la velocidad.
• Los pasajeros sentados pueden tener poca o ninguna comprensión de cómo se moverá la embarcación ni de cómo reducir sus efectos.

La MAIB recomendó con firmeza a los propietarios y operadores de embarcaciones pequeñas de pasaje comercial que revisen con urgencia sus operaciones y sus evaluaciones de riesgos, y que alineen las charlas a los pasajeros con las directrices vigentes, incluido el Código de Buenas Prácticas voluntario de la RYA sobre seguridad de pasajeros en embarcaciones rápidas pequeñas comerciales y en paseos de experiencia, y la MGN 436.

Este boletín siguió a varios accidentes similares. Las lecciones se aplican a cualquier embarcación rápida con personas a bordo, no solo a los viajes comerciales.

Asientos y apoyo del cuerpo

• Sienta a los pasajeros a popa de la consola, donde el movimiento es menor. Deja vacíos los asientos de proa a velocidad, o úsalos solo en agua tranquila y a baja velocidad.
• Asientos de jinete (asientos de montar) permiten que las personas absorban el impacto con las rodillas y los pies flexionados, en lugar de hacerlo con la columna. Ponte de pie o semisentado con las rodillas dobladas, los pies en las correas o en un reposapiés, y ambas manos en los asideros.
• Asientos amortiguadores (asientos con suspensión) reducen las aceleraciones máximas. Un banco rígido, o sentarse sobre el tubo, no lo hace.
• Nunca te sientes sobre el tubo de proa a velocidad en olas.
• Usa la charla informativa para explicar el movimiento, preguntar por problemas de espalda o embarazo, y ofrecer un asiento más a popa o un paseo más lento.

Conducir para proteger a la tripulación

• Reduce la velocidad. El factor más importante es la velocidad al entrar en la mar. Reducir la velocidad a la mitad reduce mucho el impacto.
• Avisa a la tripulación de las olas grandes ("¡ola!"), para que puedan agarrarse.
• Vigila a la tripulación, no solo la mar. Si la gente sale despedida de sus asientos, vas demasiado deprisa.
• Acordad una señal de "reduce la velocidad" que cualquiera pueda dar en cualquier momento, y cúmplela de inmediato.
• Evita las estelas de otras embarcaciones a velocidad; atraviésalas en ángulo después de reducir.

Ejemplo resuelto: doblar un cabo con viento contra la marea

Diriges una neumática de 7,5 m con tres tripulantes, y pasas un cabo a 10 millas de tu puerto base. La predicción es suroeste 4 a 5, estado de la mar de ligero a moderado, con altura de ola significativa de unos 1 m. Tu rumbo para doblar el cabo es 090 grados, y después al nordeste. El atlas de mareas indica que la corriente en el cabo fluye al oestesuroeste a 3 nudos en mareas vivas, y cambia al estenordeste a las 14:30. Es marea viva.

Evaluación de la mar. A las 13:00, la corriente en el cabo fluye a plena fuerza al oestesuroeste, directamente contra el viento del suroeste. Espera mares cortas, empinadas y que rompen frente al cabo, mucho peores de lo que sugiere la predicción de 1 m. El derrotero indica remolinos a 1 milla de la punta en mareas vivas.

Opciones.

1. Ir ahora, reducir la velocidad y pasar la zona agitada con cuidado.
2. Esperar en una bahía protegida hasta alrededor de las 14:30, cuando la corriente cambia y fluye con el viento.
3. Tomar el paso por aguas interiores que describe el derrotero, si es seguro para tu calado y las condiciones.

Decides esperar a que cambie la corriente. A las 14:45, con el viento y la marea a favor, la mar frente al cabo se ha alargado y tiene unos 1 m con un periodo de 5 segundos.

Mar de popa. Después de doblar el cabo, pones rumbo al nordeste, con la mar ahora por popa. Una ola de 5 segundos tiene una velocidad de unos 3 × 5 = 15 nudos y una longitud de unos 1,56 × 25 = 39 m. A tu velocidad de crucero de 24 nudos, adelantarías a cada ola y correrías el riesgo de caer por su cara delantera. Asientas un poco la embarcación y reduces a unos 15 nudos, sentado sobre la parte trasera de una ola. El vigía mira hacia popa para ver las crestas que rompen.

Llegada. La travesía tarda más, pero la embarcación y la tripulación llegan secos, sin daños y con combustible suficiente. Esa es la medida de una buena navegación en mar gruesa.

Errores habituales

• Planificar solo con la altura de ola significativa de la predicción y olvidar que las olas individuales pueden ser casi el doble de altas.
• Ignorar la marea. Una fuerza 4 contra una corriente de marea viva en un cabo puede ser peor que una fuerza 6 con la marea a favor.
• Conducir a la velocidad de la embarcación y no a la de la mar. Si la embarcación despega del agua, reduce.
• Tomar una mar de proa de frente en lugar de en ángulo.
• Adelantar la cresta de delante en una mar de popa, provocando un broach.
• Pasajeros en los asientos de proa a velocidad. Es exactamente lo que advierte el boletín de seguridad MAIB 3/2023.
• No vigilar a la tripulación. Las personas que se agarran con fuerza, que salen despedidas de los asientos o que parecen asustadas son una señal para reducir.
• Dejar el asiento y los estabilizadores ajustados para agua tranquila cuando la mar cambia.

Resumen

• La altura de una ola es de cresta a seno, la longitud es de cresta a cresta, y el periodo es el tiempo entre crestas. Las olas rompen con una pendiente de alrededor de 1 entre 7.
• En aguas profundas, longitud ≈ 1,56 × T al cuadrado (m) y velocidad ≈ 3 × T (nudos). Una embarcación rápida a menudo adelanta a las olas de viento.
• La altura de ola depende de la intensidad del viento, el fetch, la duración, la mar de fondo, la profundidad y la marea. Espera olas casi el doble de la altura significativa.
• El viento contra la marea acorta y empina las olas; los remolinos son peores en mareas vivas, con la velocidad máxima de la corriente y con el viento contra la marea. Planifica pasar en agua muerta o mantenerte alejado.
• Mar de proa: asienta hacia dentro, reduce la velocidad, toma las olas 20 a 40 grados fuera de la proa, y trabaja el acelerador en cada ola.
• Mar de través: haz eses; nunca tomes una rompiente por el través.
• Mar de popa: asienta hacia fuera, ponte sobre la parte trasera de la ola de delante, nunca adelantes su cresta; así se evita el broach.
• Las fuerzas de impacto son mayores en la proa. Sienta a los pasajeros a popa, que se apoyen con las rodillas dobladas, informa y reduce la velocidad. El boletín MAIB SB 3/2023 muestra el coste de no hacerlo bien.

Compruebe lo que ha aprendido

1. Cronometras 6 segundos entre crestas que pasan por una boya. ¿Cuánto miden más o menos las olas y a qué velocidad se mueven?

Respuesta: Longitud ≈ 1,56 × 36 = unos 56 m. Velocidad ≈ 3 × 6 = unos 18 nudos.

1. La predicción da una altura de ola significativa de 1,5 m. ¿Cuál es la ola más grande para la que debes planificar durante unas pocas horas?

Respuesta: Casi el doble de la altura significativa, es decir, unos 3 m. La altura de ola significativa es el promedio del tercio más alto de las olas, y las olas individuales pueden ser mucho mayores.

1. ¿Por qué el viento contra la marea hace la mar más empinada?

Respuesta: Las olas avanzan contra la corriente, que las frena. Se apelotonan: su longitud se acorta mientras su energía se mantiene o aumenta, así que se vuelven más altas y más empinadas, y pueden romper.

1. ¿Cuándo son normalmente peores los remolinos?

Respuesta: En mareas vivas, con la velocidad máxima de la corriente (unas tres horas después de la agua muerta), y cuando el viento va contra la marea.

1. Describe la técnica del acelerador para una mar de proa corta y empinada.

Respuesta: Asienta un poco hacia dentro, reduce la velocidad y toma las olas 20 a 40 grados fuera de la proa. En cada ola, da potencia para subir por la cara, reduce justo antes de la cresta para que la proa no despegue, y después da potencia de nuevo cuando la embarcación pasa por encima para levantar la proa y posarte sobre la parte trasera de la ola.

1. Explica cómo se produce un broach en una mar de popa.

Respuesta: Una ola de popa levanta la popa mientras la proa se hunde en la parte trasera de la ola de delante o en el seno. La proa agarra el agua mientras la popa, alta sobre la cresta, pierde agarre; la embarcación derrapa lateralmente y acaba con el través a la mar, donde puede ser volcada o anegada.

1. ¿Cómo debes conducir en una mar de popa para evitar el broach?

Respuesta: Asienta un poco hacia fuera para mantener la proa alta, iguala la velocidad de las olas y ponte sobre la parte trasera de la ola de delante sin adelantar su cresta. Mantén potencia de reserva para estar por delante de una ola que rompe por popa, y mantén un vigía mirando hacia popa.

1. ¿Cuáles fueron los dos problemas clave de seguridad identificados en el boletín de seguridad MAIB 3/2023?

Respuesta: Los pasajeros sentados en la proa de las neumáticas corren un riesgo significativamente mayor de fracturas vertebrales independientemente de la velocidad, y los pasajeros sentados pueden tener poca o ninguna comprensión del movimiento de la embarcación ni de cómo reducir sus efectos.

1. Da cuatro formas de reducir el riesgo de lesión medular a los pasajeros de una neumática rápida.

Respuesta: Sentar a los pasajeros a popa de la consola y dejar vacíos los asientos de proa a velocidad; usar asientos de jinete o amortiguadores con las rodillas flexionadas y los pies apoyados; informar a los pasajeros sobre el movimiento y preguntar por problemas de espalda o embarazo; reducir la velocidad en olas y avisar de las olas grandes; y cumplir de inmediato cualquier señal de "reduce la velocidad".

Lecturas adicionales

• Boletín de seguridad MAIB 3/2023, lesión grave de un pasajero en una neumática rápida
• MCA, Passenger Safety on Small Commercial High Speed Craft (código de buenas prácticas), y MGN 436 (M+F) sobre la vibración de todo el cuerpo
• RYA Advanced Powerboat Handbook (G108)
• RYA Powerboat Handbook (G13)
• RYA Weather Handbook (G1), Chris Tibbs
• R.M. Frampton y P.A. Uttridge, Meteorology for Seafarers (Brown, Son and Ferguson)
• Reeds Nautical Almanac (Adlard Coles), para pasos de marea y remolinos