Propiedades Físicas y Dinámica del Océano: Fundamentos Oceanográficos

Estructura del Océano

La superficie oceánica cubre el 71% del planeta. Su interconexión global, con un tiempo de mezcla de 1000 años, gobierna el carácter de la biosfera y el clima de la Tierra. La ingeniería marina concentra su actividad principalmente en las capas superficiales y la plataforma continental.

Salinidad y Haloclina

• Salinidad: Se define como el peso total en gramos de sales disueltas en 1 kg de agua de mar (35 ppm). Mantiene una relación constante entre los principales elementos disueltos.
• Haloclina: Zona de cambio de salinidad provocada por un aporte de agua dulce y baja evaporación, formando una capa de agua menos salina y densa que flota en la superficie.

Temperatura y Termoclina

La temperatura en la superficie oscila entre -2 °C y 32 °C, decreciendo con la profundidad hasta alcanzar los 2 °C a 1000 m, donde se vuelve prácticamente constante. La temperatura y la salinidad permiten identificar las masas de agua. En zonas tropicales y templadas, existe una masa de agua más caliente que flota sobre el agua profunda; la zona de cambio rápido de temperatura se denomina termoclina.

Densidad y Temperatura Potencial

• Densidad: Definida como ρ = f(S, T, P), oscila entre 1021 y 1070 kg/m³. En oceanografía se utiliza la notación σ = ρ - 1000. La presión incrementa la densidad.
• Temperatura potencial: Es la temperatura que tendría una masa de agua si fuera descomprimida adiabáticamente hasta la presión atmosférica. Se utiliza para comparar masas de agua.

Propiedades Físicas Adicionales

• Viscosidad: Influye significativamente en los movimientos del océano y de los cuerpos que se desplazan en él. Varía fuertemente con la temperatura, mientras que la salinidad y la presión tienen menor impacto. La viscosidad del agua de mar (35 g/kg) es prácticamente igual a la del agua dulce.
• Tensión superficial: Representa un desequilibrio atractivo en los contornos, comportándose como una membrana tensa. Disminuye con la temperatura y se incrementa ligeramente con la salinidad. Influye en:
  • El inicio de la generación del oleaje.
  • La formación de burbujas de aire en el agua.
  • La inyección de gotitas de agua en la atmósfera, determinantes en la formación de la lluvia.

Propagación del Sonido y Aplicaciones

La velocidad de propagación se calcula mediante la fórmula C = √(E/ρ). Sus aplicaciones incluyen:

• Topografía del fondo: Ecosondas mono y multihaz.
• Detección de objetos submarinos: Sonar.
• Tipo de sedimentos superficiales: Sonar de barrido lateral.
• Tipo y espesor de capas de sedimentos: Perfiladores sónicos.
• Posicionamiento: Transpondedores y respondedores.
• Transmisión de información.
• Concentración de sedimento: Reflexión Acústica (ABS).
• Velocidad: Perfiladores Doppler (ADCP) y correntómetros Doppler (ADV).