O que causa ondulações na água?

Ondulações na água são conhecidas formalmente como ondas capilares e são causadas pela interação sutil do vento e da água, ou pela interação física da água com outro objeto.

Você já ficou na beira de um lago em um dia quente de verão e ficou olhando a água? Mesmo se não houver um sussurro de vento em seu rosto, você provavelmente ainda verá linhas e irregularidades fracas na água. A luz refletirá o movimento na superfície e pequenas ondulações serão vistas nas manchas, às vezes parecendo se mover em direções diferentes. Imagine pegar uma pedra e jogá-la no lago, onde ela cai com um mergulho satisfatório, e um anel crescente de ondulações aparecerá.

Como eles são criados? (Crédito da foto: YJ.K / Shutterstock)

Esses padrões e formas que vemos ou criamos nos corpos d’água são comumente chamados de ondulações, mas por que eles se formam e o que afeta por quanto tempo duram?

O que é uma ondinha?

Mesmo em um dia em que você não sente vento, sempre haverá algum movimento no ar e na superfície de um corpo d’água, esse movimento causa pequenas ondulações. A energia eólica está sendo transferida para as minúsculas moléculas de água, que começam a se mover para cima e para baixo, subindo e descendo suavemente, puxando as moléculas ao lado delas. No entanto, a tensão superficial da água é bastante forte, devido à natureza polar das moléculas de água, e essa tensão impedirá que as ondulações perpetuem muito longe ou por muito tempo. A energia transferida para a água é rapidamente usada para mover essas moléculas para cima e para baixo, de modo que as ondulações desaparecem. É isso que dá às ondulações em um lago uma aparência transitória e brilhante, à medida que sobem brevemente e captam a luz antes de voltarem à quietude.

Quando você joga uma pedra em um corpo d’água, ela empurra a água para fora do caminho à medida que entra, fazendo com que as ondulações se afastem do ponto de entrada em forma de círculo ou anel. A água volta a correr para preencher o espaço vazio, o que geralmente pode causar um respingo, resultando em mais ondulações. Você pode tentar isso jogando um mármore diretamente em uma tigela de água. Observe o respingo resultante subir para cima e depois cair novamente, enviando um segundo anel de ondulações. Quanto maior a rocha, maior o efeito e mais forte a ondulação, o que significa que durará mais tempo antes de desaparecer. A razão pela qual essas ondulações não se comportam como ondas na praia é porque não são fortes o suficiente; eles não têm energia para persistir diante da forte tensão superficial da água.

Esses tipos de ondulações também podem se formar quando a água está se movendo em uma determinada direção e encontra um obstáculo, como um barco de pesca, um quebra-mar ou até mesmo os pés enquanto balançam em uma doca! As moléculas de água encontrarão um objeto e se moverão contra ele, antes de serem puxadas pelas moléculas vizinhas. Essa interação causa uma ondulação que se move na direção oposta ao movimento inicial da água.

Agora, enquanto uma ondulação é um tipo de movimento de onda – uma onda capilar, para ser preciso – quando estamos falando de corpos d’água, há uma clara diferença entre uma ondulação e uma onda.

Ondulações vs Ondas vs Ondas

Como mencionado acima, uma ondulação é um fenômeno transitório e de curta duração que desaparece rapidamente quando a energia de entrada é consumida. No entanto, se o vento se mover continuamente sobre um corpo de água, criando um fluxo constante de ondulações, eles poderão começar a acumular mais energia e se transformarão em ondas, como as que você pode ver batendo na praia. Enquanto as ondulações são incapazes de superar a força da tensão superficial, as ondas podem acumular energia suficiente para fazê-lo se o vento sopra de forma constante sobre um trecho de água grande o suficiente. Tais ondas sempre fluirão na mesma direção que o vento e mudarão de direção se o vento mudar.

Quando as ondas se movem para águas rasas, a parte inferior da onda diminui de velocidade e a parte superior da onda a ultrapassa, causando a quebra da onda. Isso também pode ser visto no oceano aberto, particularmente durante uma tempestade ou quando os mares estão agitados, ou seja, quando diferentes sistemas climáticos estão interagindo ou quando o vento está mudando rapidamente de direção.

Se o vento é persistente e forte, ele pode começar a gerar o tipo de movimento mais persistente –um swell. Enquanto as ondas sempre se movem na mesma direção que o vento, um swell se forma quando essas ondas se movem para fora da área em que foram feitas inicialmente. A água de uma onda reuniu energia e momento suficientes para poder se mover contra o vento, às vezes viajando grandes distâncias através de oceanos inteiros, sem perder energia. Um swell é tipicamente difícil de ver no horizonte, pois geralmente é mais longo, mais uniforme e mais lento que as ondas normais. Além disso, a distância entre os vales e os picos de uma ondulação é geralmente muito maior que a distância nas ondas formadas pelo vento.

Uma palavra final

Claramente, a água é capaz de armazenar e aproveitar muita energia eólica nas condições certas, mas as ondas são simplesmente transitórias, pequenas demais e têm pouca energia para persistir e viajar por longas distâncias. No entanto, se você pegar uma pedra grande o suficiente e largá-la de uma altura suficientemente alta, poderá criar uma ondulação que viaja do meio do lago para a costa!

Referências:

1. Universidade da California, Berkeley
2. Wiley
3. A ciência das ondas do mar: ondulações, tsunamis e mares tempestuosos Por JB Zirker