A Força Exercida pelas Ondas Superficiais sobre Estacas

A força exercida por ondas superficiais não quebradas sobre um objeto cilíndrico, como uma estaca, que se estende do fundo para cima acima da crista da onda, é composta por dois componentes, a saber: Uma força de arrasto proporcional ao quadrado da velocidade que pode ser representada por um coeficiente de arrasto com um valor substancialmente igual ao de um fluxo estável, e uma força de massa virtual proporcional ao componente horizontal da força acelerativa exercida sobre a massa de água deslocada pela estaca. Essas relações decorrem diretamente da teoria das ondas e foram confirmadas por medições no Laboratório de Mecânica dos Fluidos da Universidade da Califórnia, Berkeley. A força máxima exercida por quebra-ondas ou quebra-ondas incipientes é impulsiva por natureza, alcançando um valor muito maior do que o produzido por ondas não quebradas, mas durando apenas por um curto intervalo de tempo. Esta força impulsiva representa o desenvolvimento último da força acelerativa e é produzida pela frente íngreme da onda e pela grande aceleração horizontal na frente de uma quebra-onda. Esta força impulsiva supera amplamente a força de arrasto calculada a partir das velocidades das partículas da quebra-onda. O leitor é alertado de que esses resultados preliminares são aplicáveis apenas a estacas únicas sem reforço e provavelmente serão modificados um pouco quando múltiplas estacas forem cravadas, uma dentro da influência da outra ou quando múltiplas estacas forem conectadas por reforços submersos. Este artigo é essencialmente um relatório preliminar submetido neste momento devido à atual importância das forças das ondas no projeto de estruturas offshore. Uma série estendida de experimentos adicionais está planejada para o futuro próximo. Relações Teóricas Para a simplicidade do tratamento, a teoria será desenvolvida a partir das equações para ondas de pequena amplitude. T.P.2846