En agosto de 1893, el explorador noruego Fridtjof Nansen experimentó un extraño fenómeno cuando navegaba por el Ártico al norte de Siberia cerca del archipiélago de Nordenskiöld: su barco, el Fram, fue frenado por una fuerza misteriosa que apenas le dejaba maniobrar, y mucho menos alcanzar la velocidad normal.

Cuando fue atrapado en aguas muertas, el Fram pareció ser retenido, como por alguna fuerza misteriosa, y no siempre respondía al timón. En tiempo calmo, con una carga ligera, el Fram era capaz de alcanzar 6 o 7 nudos. Cuando estaba en aguas muertas era incapaz de llegar a 1,5 nudos. Hicimos bucles en nuestro curso, giramos a veces a la derecha, intentamos todo tipo de maniobras para alejarnos de allí, pero con muy poco éxito

Fridtjof Nansen

¿Qué hace que los barcos disminuyan misteriosamente la velocidad o incluso se detengan mientras viajan, aunque sus motores funcionen correctamente? Este fenómeno, que Nansen fue el primero en observar en 1893, se describió experimentalmente en 1904 sin que se comprendieran todos los secretos de esta agua muerta.

Ahora un equipo interdisciplinario del CNRS (Centre national de la recherche scientifique) y de la Universidad de Poitiers ha explicado este fenómeno por primera vez: los cambios de velocidad de los barcos atrapados en aguas muertas se deben a las olas que actúan como una cinta transportadora ondulante en la que los barcos se mueven de un lado a otro.

Ilustración del fenómeno de agua muerta / foto Morgane Parisi

En 1904, el físico y oceanógrafo sueco Vagn Walfrid Ekman demostró en un laboratorio que las olas que se formaban bajo la superficie en la interfaz entre las capas de agua salada y agua dulce que forman la parte superior de esta zona del Océano Ártico interactúan con el barco, generando resistencia.

Este fenómeno, llamado agua muerta, se observa en todos los mares y océanos en los que se mezclan aguas de diferentes densidades (debido a la salinidad o la temperatura). Denota dos fenómenos de arrastre observados por los científicos. El primero, el arrastre de las olas de Nansen, causa una velocidad constante y anormalmente baja. El segundo, el arrastre de Ekman, se caracteriza por las oscilaciones de velocidad en el barco atrapado.

La causa de esto era desconocida. Físicos, expertos en mecánica de fluidos y matemáticos del Institut Pprime del CNRS y del Laboratoire de Mathématiques et Applications (CNRS/Université de Poitiers) han intentado resolver este misterio. Utilizaron una clasificación matemática de diferentes ondas internas y el análisis de imágenes experimentales a escala de sub-píxel, una primicia.

La batalla de Accio / foto rowanwindwhistler en Wikimedia Commons

Demostraron que estas variaciones de velocidad se deben a la generación de ondas específicas que actúan como una cinta transportadora ondulante en la que la nave se mueve hacia adelante y hacia atrás. Los científicos también han conciliado las observaciones de Nansen y Ekman. Han demostrado que el régimen de oscilación de Ekman es sólo temporal: la nave termina escapándose y alcanza la velocidad constante de Nansen.

El trabajo forma parte de un importante proyecto que investiga por qué, durante la batalla de Accio (2 de septiembre de 31 a.C.), las grandes naves egipcio-romanas perdieron cuando se enfrentaron a las naves más débiles de Octavio. ¿Podría la Bahía de Accio, que tiene todas las características de un fiordo, haber atrapado a la flota de Marco Antonio y Cleopatra en aguas muertas?

Así que ahora tenemos otra hipótesis para explicar esta estrepitosa derrota, que en la antigüedad se atribuía a las rémoras, peces ventosa que se pegaban a los cascos de las naves, según la leyenda.

Fuentes

Behind the dead-water phenomenon (CNRS) / The dual nature of the dead-water phenomenology: Nansen versus Ekman wave-making drags. Johan Fourdrinoy, Julien Dambrine, Madalina Petcu, Morgan Pierre, and Germain Rousseaux. PNAS, July 6, 2020. DOI : 10.1073/pnas.1922584117

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