03 puertos rev09
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Grado en Ingeniería Civil
José María Medina Villaverde
NAUTILUS Marine Engineering, Ltd.
19/02/2013
APUNTES DE PUERTOS REV09
APUNTES DE PUERTOS
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1 1 TABLA DE CONTENIDO
1 TABLA DE CONTENIDO ............................................................................ 1
2 INTRODUCCIÓN ........................................................................................ 4
2.1 Aclaración ............................................................................................. 4
2.2 Participantes en el programa ROM: ...................................................... 4
3 EL PUERTO ................................................................................................ 6
3.1 Clasificación zonal del puerto ................................................................ 6
3.2 Servicios prestados ............................................................................... 7
3.2.1 Servicios al barco ........................................................................... 7
3.2.2 Servicios a la mercancía ................................................................. 7
3.2.3 Servicios al transporte terrestre ...................................................... 7
3.2.4 Otros servicios ................................................................................ 7
3.3 Tipos especiales de puerto ................................................................... 8
3.3.1 Puerto deportivo ............................................................................. 8
3.3.2 Astillero naval ................................................................................. 8
3.3.3 Puerto pesquero ............................................................................. 8
3.4 El área portuaria .................................................................................... 8
4 LA OBRA MARÍTIMA ................................................................................ 10
4.1 Criterios generales de proyecto. ......................................................... 10
5 Obras de abrigo ........................................................................................ 11
5.1 Introducción ......................................................................................... 11
5.2 6.2 Proyecto de un dique de abrigo .................................................... 11
5.3 Implantación de diques de abrigo ....................................................... 12
5.4 6.3.1 Criterios generales ..................................................................... 12
5.4.1 Intervalo de tiempo para el análisis operativo ............................... 13
5.4.2 Verificación de los requisitos de proyecto ..................................... 13
5.4.3 Seguridad, servicio y uso y explotación ........................................ 13
5.4.4 Requisitos ambientales ................................................................. 13
5.4.5 Requisitos legales específicos ...................................................... 13
6 Diques de abrigo ....................................................................................... 14
6.1 Partes del dique .................................................................................. 14
6.2 Interacción respecto al oleaje .............................................................. 14
6.2.1 Reflexión ....................................................................................... 14
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6.2.2 Transmisión .................................................................................. 15
6.2.3 Disipación ..................................................................................... 15
6.2.4 Altura de ola a pie de dique y en presencia de él ......................... 16
6.3 Diques en talud ................................................................................... 17
6.3.1 Partes de un dique en talud .......................................................... 17
6.3.2 Modos de fallo del dique en talud ................................................. 18
6.3.3 Definición del nivel de daño .......................................................... 18
6.3.4 Estabilidad de los elementos del manto. Talud crítico .................. 24
6.3.5 Algunas formulaciones empíricas para el cálculo de diques en talud
26
6.3.6 Dimensiones de la superestructura .............................................. 28
6.3.7 Dique en talud sin superestructura ............................................... 30
6.3.8 Dique sumergido ........................................................................... 30
6.3.9 Ejemplo de cálculo de un dique en talud ...................................... 31
6.4 Diques verticales ................................................................................. 43
6.4.1 Introducción .................................................................................. 43
6.4.2 Cajones flotantes .......................................................................... 46
6.4.3 Cálculo de un dique vertical .......................................................... 48
6.5 Bases de cálculo ................................................................................. 51
6.6 Tipologías de diques en función del oleaje incidente .......................... 52
7 Niveles de cálculo ..................................................................................... 53
8 Análisis de la propagación del oleaje ........................................................ 55
9 Condicionantes ......................................................................................... 58
9.1 Comportamiento del terreno ................................................................ 58
9.1.1 Roca y suelos granulares. ............................................................ 58
9.1.2 Suelos cohesivos blandos. ........................................................... 58
9.1.3 Interacción suelo-dique. ................................................................ 58
9.1.4 Banquetas y rellenos. ................................................................... 59
9.1.5 Erosión superficial. ....................................................................... 59
9.2 Condicionantes morfológicos .............................................................. 59
9.3 Materiales y procesos constructivos.................................................... 60
9.3.1 Materiales de préstamo ................................................................ 60
9.3.2 Capacidad y dimensiones de la grúa ............................................ 60
9.3.3 Vertidos desde gánguil ................................................................. 60
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9.3.4 Paradas forzosas y esperas constructivas ................................... 61
9.3.5 Equipos constructivos. .................................................................. 62
9.4 Elección de dique según los condicionantes ....................................... 62
10 BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................... 65
11 GLOSARIO ............................................................................................. 66
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4 2 INTRODUCCIÓN
2.1 Aclaración
Los presentes apuntes están basados en las Recomendaciones para Obras
Marítimas (R.O.M.) de Puertos del Estado, de cuya comisión de trabajo el
profesor de la asignatura forma parte, y en experiencias obtenidas en proyectos
y trabajos del autor.
Son nuevos, y se irán actualizando poco a poco durante la marcha del curso,
por lo que conviene que estés atento a las actualizaciones.
En concreto, las R.O.M. que se van a resumir en estos apuntes, son las
siguientes:
ROM 0.2: Acciones en el proyecto de obras marítimas y portuarias
ROM 1.0: Criterios generales para obras y estructuras de abrigo
ROM 1.1: Diques de abrigo
ROM 2.1: Muelles
ROM 2.2: Estructuras de atraque, amarre y fondeo
ROM 3.1: Proyecto de la configuración marítima de los puertos, canales
de acceso y áreas de flotación.
ROM 3.3: Señalización, balizamiento y sistemas de control en áreas
portuarias
2.2 Participantes en el programa ROM:
Los técnicos que forman parte de la comisión técnica de la ROM son, por orden
alfabético de apellidos, los siguientes:
Sergi Ametller, SENER
Manuel Arana, Puertos del Estado
José María Berenguer, BERENGUER INGENIEROS
Alfredo Carrasco, Autoridad Portuaria Bahía de Algeciras
Juan Carlos Carretero, Puertos del Estado
Beatriz Colunga, Autoridad Portuaria de Vigo
Jesús Corral, Universidad Politécnica de Cataluña
Julio de la Cueva, Autoridad Portuaria de Gijón
Mario de Miguel, Autoridad Portuaria de Gijón
Javier Escartín, PROINTEC
Francisco Esteban, FCC
Enrique de Faragó, PROES
Jorge Flores, KV CONSULTORES
Xavier Gesé, Puertos del Estado
Gonzalo Gómez Barquín, Puertos del Estado
Miguel Ángel Gómez Caldito, ALATEC
Marta Gómez Lahoz, Puertos del Estado
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Gregorio Gómez Pina, D.G. Costas. Ministerio del Medio Ambiente
José Manuel González Herrero, ACCIONA INGENIERÍA
Noelia González Patiño, DRAGADOS ACS
Juan Ignacio Grau, Puertos del Estado
Gregorio Iglesias, Universidad de Santiago de Compostela
José Ramón Iribarren, SIPORT XXI
Ana de Lope, Puertos del Estado
Luis López González, SIPORT XXI
Cristina López Arias, Autoridad Portuaria de Bilbao
Miguel Ángel Losada, Universidad de Granada
Enrique Maciñeira, Autoridad Portuaria de Coruña
María Luisa Magallanes, EGENOR
María Jesús Martín Soldevilla, Centro de Estudios Puertos y Costas
David Martinez Lorente, SENER
Josep Ramón Medina Folgado, Universidad Politécnica de Valencia
José María Medina Villaverde, NAUTILUS INGENIERÍA MARÍTIMA,
Universidad Europea de Madrid
Rafael Molina, TIPSA
Pablo Molinero, DRAGADOS ACS
José Luis Monsó de Prat, Instituto de Hidrodinámica Aplicada INHA
Javier Mora, Autoridad Portuaria de Tenerife
José Moyano, Autoridad Portuaria de Gijón
Vicente Negro, Universidad Politécnica de Madrid
Begoña Pérez Gómez, Puertos del Estado
Carlos Pérez Quintero, Puertos de Andalucía
Eloy Pita Olalla, INCREA
Ignacio Rodríguez Sánchez-Arévalo, Puertos del Estado
Antonio Marcos Ruiz Vega, Autoridad Portuaria Bahía de Cádiz
Olga Sánchez Luzón, Autoridad Portuaria de Sevilla
Carlos Sanchidrián, PROES
Francisco Javier de los Santos, Autoridad Portuaria Bahía Algeciras
Obdulio Serrano, Puertos del Estado
Antonio Soriano, INGENIERÍA DEL SUELO
Juan Carlos Suñé, Autoridad Portuaria Bahía de Algeciras
Javier Uzcanga, Autoridad Portuaria de Barcelona
José María Valdés, EPTISA
César Vidal, Universidad de Cantabria
José Luis Zatarain, Autoridad Portuaria de Santander
Coordinador general del Programa ROM: Francisco José González Portal,
Puertos del Estado
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6 3 EL PUERTO
El puerto es, por extensión, aquel espacio destinado y orientado especialmente
al flujo de mercancías, personas, información o a dar abrigo y seguridad a
aquellas embarcaciones o naves encargadas de llevar a cabo dichas tareas.
Dentro de los puertos marítimos se pueden distinguir aquellos orientados a la
carga y descarga de contenedores; de mercancías de distinto tipo,
especialmente los pesqueros; al depósito de embarcaciones de recreo (puertos
deportivos) u otros. Los puertos, asimismo, pueden clasificarse dentro de otras
categorías, como según el uso civil o militar, el calado del que dispongan:
puertos de aguas profundas, superior a los 45 pies (13,72 m), etc.
figura 1 Puerto de Roquetas
3.1 Clasificación zonal del puerto
Desde el punto de vista funcional, las obras y las instalaciones de un puerto se
pueden clasificar por su ubicación. Así, se distinguen cuatro zonas diferentes:
La zona marítima destinada al barco, en la que se disponen las obras
de abrigo que protegen la zona de atraques del oleaje exterior,
constituidas fundamentalmente por los diques; las obras de acceso que
facilitan el acceso del barco al puerto en condiciones de seguridad,
garantizando su maniobrabilidad, anchura y calado adecuados. Entre
ellas están la señalización (radar, faros, balizas, radiofaros, boyas,
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etcétera), los diques de encauzamiento, canales dragados, esclusas; los
espacios de fondeo (radas) con la función de mantener el barco en
aguas tranquilas, sin obstruir el tráfico, a la espera de su turno de
atraque en los muelles; y las dársenas que constituyen la superficie de
aguas abrigadas aptas para la permanencia y operación de los barcos
(de marea o de flotación, según estén o no sometidas a la acción de las
mareas).
La zona terrestre, destinada fundamentalmente a la mercancía, incluye
la superficie de operación terrestre constituida por los muelles, que
además de facilitar el atraque y amarre de los barcos, sirven de soporte
al utillaje y de acopio provisional de mercancías; y los depósitos que
además de adecuar un espacio a las mercancías, sirven de regulación
de los flujos marítimo-terrestres.
La zona de evacuación, destinada al transporte terrestre, en la que se
debe diferenciar las vías de acceso al puerto desde la red de carreteras
general, las de circunvalación o reparto y las de penetración a la zona de
operación terrestre, con sus áreas de maniobra y estacionamiento.
Ocasionalmente puede ubicarse en los puertos una zona de
asentamiento de industrias básicas: siderurgias, astilleros,
petroquímicas, refinerías, etc. En algunos casos ha sido necesario crear
puertos exclusivamente para su servicio, como el caso del puerto
exterior de Huelva, orientado a la industria petroquímica.
3.2 Servicios prestados
El conjunto de servicios que presta un puerto se pueden clasificar en función
del ámbito al que van destinados.
3.2.1 Servicios al barco
Entre los servicios al barco se incluyen: la consigna, el practicaje, el remolque,
el avituallamiento, la carga de combustible, la descarga de residuos del lavado
de tanques, la recogida de basuras, las reparaciones y mantenimiento, etc.
3.2.2 Servicios a la mercancía
Para los servicios a la mercancía se incluyen: la consigna, la estiba, la aduana,
la sanidad, la vigilancia, los servicios comerciales de los transitarios,
consignatarios y otros agentes.
3.2.3 Servicios al transporte terrestre
Los servicios al transporte terrestre son los de representación, actividades de
transbordo y manipulación de mercancías.
3.2.4 Otros servicios
Para terminar, el apartado de servicios varios, entre los que se encuentran los
seguros, los bancarios, los mercantiles, los de comunicación, etc.
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3.3 Tipos especiales de puerto
3.3.1 Puerto deportivo
Los puertos deportivos son aquellos especialmente dirigidos a abrigar durante
estancias más o menos prolongadas o servir de base a las embarcaciones de
recreo, que por su uso irregular deben pasar estancias prolongadas en zona de
amarre o en dique seco.
Por las necesidades a cubrir de estos puertos, suelen presentar características
diferenciadas respecto a los puertos mercantes o tradicionales como zona de
varadero, dique seco, atarazanas o la existencia de restaurantes, tiendas y
otros servicios enfocados a una clientela de cierto poder adquisitivo.
3.3.2 Astillero naval
Los puertos o partes de los puertos que se encargan especialmente de la
construcción o reparación de buques son los astilleros con instalaciones
particulares de este tipo. Suelen ser representativos de los astilleros la
existencia de grandes grúas, diques secos o diversas zonas de botadura para
buques de distinto tamaño.
3.3.3 Puerto pesquero
Aquellos encargados del manejo de mercancías perecederas y especialmente
los destinados a la descarga del pescado, los puertos pesqueros, contienen en
sus instalaciones edificios orientados a la compraventa de estas mercancías,
las lonjas. Estos puertos, al ser lugar de origen para la entrada en el mercado
de estos productos deben dotarse de la infraestructura logística y mercantil
para distribuirlos a las zonas de consumo.
3.4 El área portuaria
Por lo general, un área portuaria se proyecta para facilitar las operaciones
portuarias y logísticas relacionadas con el transporte marítimo y su
interconexión con otros modos de transporte y con la gestión integral del barco,
incluyendo las operaciones relacionadas con la actividad náutica-deportiva,
industrial y militar.
Un área portuaria tiene, entre otras, las siguientes infraestructuras relacionadas
con:
la seguridad y el uso y la explotación del buque: superficie de agua
abrigada mínima requerida, metros lineales de atraque y, en su caso,
área de fondeo y otras áreas particulares, p.ej. varaderos, etc.,
el control de las oscilaciones del mar: diques de abrigo y estructuras
marítimas,
el uso y la explotación terrestre del área: superficie de tierra mínima,
especificando superficies de operación, estacionamiento y
almacenamiento, y los movimientos de tráfico y mercancías previstos,
incluyendo los sistemas de manipulación,
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la accesibilidad de los modos de transporte terrestre (tráfico viario y
ferroviario).
En el primer grupo de infraestructuras se pueden diferenciar las
siguientes subáreas: el canal de acceso, la bocana, la zona de maniobra
y fondeo en su caso, las zonas de atraque y amarre, tales como muelles,
pantalanes, etc. Sus dimensiones dependen, entre otros, de los
caracteres general y operativo del área, de las características y
frecuencia de escala de la flota de buques de proyecto, de los niveles de
calidad del servicio considerados como admisibles y de las condiciones
climáticas locales. Por lo general, será el oleaje el condicionante
climático predominante, pero, en algunos casos, podrá haber otros
condicionantes locales.
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10 4 LA OBRA MARÍTIMA
Toda obra marítima se construye para cumplir unas determinadas funciones,
permitiendo o facilitando unas actividades económicas, repercutiendo
socialmente e interfiriendo con el medio ambiente. Esta obra debe ser fiable,
funcional y operativa durante el tiempo en que vaya a permanecer en servicio.
A lo largo de su vida, la obra pasa por diferentes estados de proyecto ,
estructurales, formales y de uso y explotación dependiendo de la variabilidad
temporal y espacial de los factores de proyecto.
Por diversas razones o causas, la obra puede perder, progresivamente o de
manera súbita, de forma temporal o definitiva, parcial o totalmente sus
propiedades resistentes o estructurales (seguridad), estructurales y formales
(servicio) y de uso y explotación (explotación) por mecanismos descritos en
modos de fallo y de parada operativa.
4.1 Criterios generales de proyecto.
El objetivo principal del Proyecto es definir el tramo de obra y verificar que
satisface unas determinadas funciones con la fiabilidad, la funcionalidad y la
operatividad requeridas. Para ello se establece un procedimiento general de
cálculo. Éste se inicia definiendo la obra o tramo en el tiempo y en el espacio
desde el punto de vista de la seguridad, el servicio y el uso y la explotación.
Para conseguir este objetivo se definen los siguientes conceptos: carácter,
provisionalidad, fases de proyecto y su duración, método de verificación de la
obra marítima y de sus elementos y las probabilidades frente a un modo y
frente al conjunto de modos de fallo y parada.
A partir de ellos se recomiendan, entre otros, la vida útil de la obra, la
probabilidad conjunta de fallo frente a los modos de fallo principales
adscritos a los estados límite últimos y de servicio, la operatividad mínima, el
número medio de paradas operativas y la duración máxima.
El criterio de la ROM 0.2 se aplica en el ejemplo contenido en el apartado 0.
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5 OBRAS DE ABRIGO
5.1 Introducción
En el ámbito marítimo un área abrigada es una superficie de agua y tierra a
resguardo de las acciones de las dinámicas atmosférica y marina.
Dependiendo del nivel de protección y de las características de las
instalaciones se pueden distinguir dos tipos de área abrigada: portuaria y litoral.
La primera de ellas se dedica principalmente a la actividad portuaria, mientras
que la segunda es específica del uso y gestión del litoral como borde tierra-
mar.
El objetivo del Proyecto de un área abrigada es conseguir que ésta responda a
los criterios de optimización funcional, económica y ambiental tanto de las
obras necesarias como de su uso y explotación, y que en su conjunto, tramos y
elementos satisfagan los requisitos de fiabilidad, aptitud para el servicio o
funcionalidad3 y operatividad exigidos en cada una de las fases de proyecto, de
aquí en adelante denominados requisitos de proyecto.
5.2 6.2 Proyecto de un dique de abrigo
Para controlar las oscilaciones del mar, en particular el oleaje, puede ser
necesaria la construcción de obras marítimas de abrigo, o diques de abrigo,
cuya presencia interfiere con aquéllas.
La superposición de las oscilaciones incidentes, y las generadas y
transformadas por la presencia de la obra, constituye el conjunto de
oscilaciones que afecta al área abrigada y condiciona sus niveles de uso y
explotación, seguridad y servicio.
El proyecto de un área abrigada y de las obras de abrigo necesarias deberá ser
el resultado de, al menos, la siguiente secuencia de actividades:
1) Especificar los criterios generales definiendo la finalidad de la obra, los
condicionantes funcionales, los plazos temporales y unidades espaciales
(tramos) de la obra y, en cada fase de proyecto, el carácter general y el
carácter operativo de la obra y de cada uno de sus tramos, así como los
requisitos de proyecto.
2) Describir y caracterizar en el emplazamiento el área abrigada.
3) Describir y caracterizar los factores de proyecto en el emplazamiento
que definen la geometría, el medio físico, el terreno y los materiales,
identificando y valorando los agentes y acciones y sus escalas
temporales y espaciales, especificando, en su caso, los años
meteorológicos y los ciclos de solicitación y operatividad.
A partir de ellas se recomienda:
1. Realizar los Estudios Previos con el objetivo de definir diferentes
alternativas para las disposiciones en planta del área abrigada y para la
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tipología de los diques de abrigo en función tanto de los requerimientos
del uso y explotación como de los condicionantes del terreno,
morfológicos, climáticos, medioambientales, de los materiales y los
métodos constructivos, de conservación y mantenimiento existentes
localmente y la aptitud de desmantelamiento.
2. Predimensionar en planta y alzado la obra y determinar sus escalas
espaciales (tramos).
3. Estudiar el comportamiento hidrodinámico, geotécnico, estructural y
constructivo de la obra y de sus tramos frente a los factores de proyecto,
así como su interacción con el entorno litoral, identificando los modos de
fallo frente a la seguridad y el servicio, y los modos de parada frente al
uso y la explotación.
4. Verificar que en el conjunto de la obra, sus tramos y elementos se
cumplen los requisitos de proyecto en cada una de las fases para todos
los modos de fallo y parada.
5. Optimizar funcional, económica y ambientalmente el área abrigada y los
diques de abrigo teniendo en cuenta tanto los costes de primera
construcción como los de conservación y, eventualmente, reparación en
la vida útil y de desmantelamiento, seleccionando alternativas.
5.3 Implantación de diques de abrigo
Cuando a causa de las dinámicas atmosférica y marina no se satisfagan los
requisitos de proyecto en el área o en alguna de sus infraestructuras, se
recomienda considerar la implantación de uno o más diques de abrigo.
5.4 6.3.1 Criterios generales
Para el dique en su conjunto y para cada uno de sus tramos, el promotor
deberá definir:
1) la temporalidad de la obra y la previsión de entrada en servicio de los
diferentes elementos que la componen,
2) el carácter operativo y el carácter general, y en función de ellos,
3) la duración de cada una de las fases de proyecto,
4) los requisitos de fiabilidad y funcionalidad en cada una de ellas,
5) el nivel de operatividad, el número medio de paradas operativas y la
duración máxima de una parada operativa en el intervalo de tiempo y, en
su caso,
6) el plan de desmantelamiento y de restauración de la ribera del mar y su
entorno ambiental.
En los casos en los que el promotor de la obra no haya definido algunos o
ninguno de los criterios generales indicados en el apartado anterior, o cuando
el carácter general y el operativo propuestos sean injustificadamente diferentes
de los habituales en este tipo de obras, el proyectista determinará para cada
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tramo de la obra el carácter general y el operativo, y en función de ellos los
restantes requisitos de proyecto.
5.4.1 Intervalo de tiempo para el análisis operativo
El promotor definirá los intervalos de tiempo para la verificación de los
requisitos de seguridad, el servicio y el uso y la explotación, de la obra y de sus
tramos en función, entre otros, de los estudios del rendimiento económico y
operativo. Por lo general, la unidad de intervalo de tiempo para la verificación
será el año y la vida útil se especificará en años.
5.4.2 Verificación de los requisitos de proyecto
Un proyecto de obra de nueva construcción deberá verificar los requisitos
estructurales, formales y de uso y explotación, los ambientales y los legales.
Esta verificación se realizará teniendo en cuenta el comportamiento e
interacción de los diques de abrigo con los agentes predominantes.
5.4.3 Seguridad, servicio y uso y explotación
Se verificarán estos requisitos, al menos, en condiciones de trabajo normales y
extremas, y en su caso en condiciones de trabajo excepcionales.
5.4.4 Requisitos ambientales
Los requerimientos ambientales de las obras marítimas y de los diques de
abrigo se recogen en la normativa ambiental de aplicación y con carácter
específico en la ROM 5.0. Los requerimientos relacionados con la calidad de
las aguas y la morfodinámica litoral se ajustarán a lo especificado en las ROM
5.1 y 5.2 respectivamente.
5.4.5 Requisitos legales específicos
Dependiendo de la localización del área abrigada y del entorno administrativo
habrá requerimientos legales específicos que serán de obligado cumplimiento y
por tanto deben incluirse entre los condicionantes de proyecto y considerarse
en cada una de las fases del mismo.
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14 6 DIQUES DE ABRIGO
6.1 Partes del dique
Independientemente de su tipo, la sección transversal de un dique de abrigo se
puede describir considerando las siguientes partes (ver figura 2):
Cimentación, que determina la forma en que la estructura transmite los
esfuerzos al terreno.
Cuerpo central, que controla la transformación del flujo de energía del
oleaje incidente y transmite a la cimentación la resultante de las
acciones.
Superestructura, que controla el rebase sobre la coronación y, en su
caso, ofrece un camino de rodadura.
figura 2 Partes de la sección de un dique
6.2 Interacción respecto al oleaje
Según sean la geometría y la disposición de los elementos que conforman la
sección de un dique de abrigo, se pueden potenciar unos procesos de
transformación del movimiento oscilatorio frente a otros. En los subapartados
siguientes se analizan brevemente estos procesos y su dependencia de los
elementos tipológicos.
6.2.1 Reflexión
Siempre que haya un cambio brusco de las propiedades geométricas del medio
en el que se propaga el tren de ondas con el resultado de la modificación de la
celeridad de fase del tren y, en consecuencia, del número de onda y de la
dirección de propagación, se produce reflexión de la energía oscilatoria.
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Así, los cambios bruscos de la profundidad de agua en una berma de pie o de
las características hidráulicas del núcleo en un dique de escollera, o la
presencia de una pared impermeable de un dique vertical, entre otros,
provocan la reflexión hacia el mar de cierta parte de la energía incidente.
Análogamente, cuando el tren de ondas se transmite a través del dique, lo
abandona o se propaga por un canal de navegación, se refleja parte de la
energía propagante tanto en la sección aguas arriba como en la sección aguas
abajo.
En general, en los diques de abrigo la reflexión no ocurre en un punto o
superficie fija sino que hay numerosas contribuciones que ocurren
simultáneamente durante el proceso de la propagación.
figura 3 Reflexión en un dique en talud
6.2.2 Transmisión
La transmisión de la energía oscilatoria a sotamar del dique se puede producir
por rebase de su coronación, propagación a través del cuerpo central, como es
el caso de los diques granulares, y por el terreno y cimentación cuando éstos
sean permeables.
En el primer caso, la magnitud de la energía transmitida depende de la relación
entre la altura de la coronación o francobordo, Fc, y la altura de la lámina de
agua que alcanza la coronación (ésta se puede expresar en términos de la
altura de ola a pie de dique y en presencia de él H*1), es decir, del francobordo
relativo, Fc / H.
En el segundo caso la magnitud de la energía transmitida, bien a través del
cuerpo del dique bien por la cimentación y el terreno, depende de sus
propiedades hidráulicas y de la anchura o longitud de propagación B,
expresada en función de la longitud de onda o su equivalente el número de
onda, kB ó B/L.
6.2.3 Disipación
La disipación de la energía oscilatoria se produce principalmente por dos
mecanismos, la rotura y la fricción por los contornos (superficie y fondo) e
1 Lo que quiere decir que la ola incidente está afectada por la reflexión del dique
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interior del medio por el que se propaga. El mecanismo más eficaz de
disipación es la rotura de la ola en decrestamiento y en voluta, por el que se
puede conseguir que se disipe más del 90% de la energía incidente. Por otro
lado, las roturas de ola en colapso y en oscilación son menos eficientes y, en
general, no disipan más del 60% de la energía. El destino de la energía
remanente es la reflexión, la disipación interna por fricción o la transmisión a
sotamar, como muestra la figura 4.
figura 4 Procesos de transformación de la energía incidente en un dique en talud
figura 5 Flujo de energía en presencia de la obra
Aunque no es la única manera posible, la rotura de la ola se produce por el
incremento del peralte al propagarse por un talud. El tipo de rotura que se
produce en el talud se puede identificar a través del número de Iribarren, que
se define como el cociente de la pendiente del talud y el peralte (pendiente) de
la ola sobre el talud,
( )
√
[1]
6.2.4 Altura de ola a pie de dique y en presencia de él
Con amplia generalidad, se puede admitir que la presencia del dique provoca la
reflexión de una parte de la energía del tren de ondas de altura HI y periodo Tz.
A pie de dique, debido a la interferencia de los trenes incidente y reflejado, el
movimiento oscilatorio es parcialmente estacionario. En teoría lineal, el periodo
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del tren incidente, reflejado y parcialmente estacionario es el mismo, es decir
Tz, sin embargo, la altura de ola H* de éste depende de la geometría del frente
del dique y del desfase entre ambos trenes.
H* es una altura de ola a pie de dique y en presencia de él. En general, esta
altura de ola se puede expresar por
[2]
donde μ es un coeficiente que cuantifica la magnitud de la interferencia lineal
de los trenes incidente y reflejado. El valor de μ no sólo depende de la
tipología, sino también del tramo y de la disposición en planta de la obra y el
entorno.
6.3 Diques en talud
Con carácter general un dique en talud (figura 6, figura 7) se puede construir
para abrigar frente a cualquier régimen de oleaje (olas sin romper, rompiendo o
rotas).
Siempre que sea posible se recomienda utilizar piedra natural como elemento
del manto principal y adoptando un ángulo del talud del lado de barlomar tal
que se encuentre en el intervalo [ ]. En su defecto, sin perjuicio
de que puedan utilizarse otro tipo de piezas artificiales, se recomienda utilizar
piezas ligeramente paralelepipédicas (a·a·1.3a) de hormigón en masa.
En este caso, se recomienda adoptar taludes con ángulos que cumplan
[ ].
Para piezas artificiales de hormigón paralelelpipédicas, se recomienda iniciar
los tanteos de predimensionamiento “a inicio de avería” con un peso mínimo de
la pieza tal que cumpla:
( )
( )
[3]
donde H* es una altura de ola a pie de dique y en presencia de él,
representativos de un estado meteorológico de condiciones de trabajo
extremas.
6.3.1 Partes de un dique en talud
La figura 6 muestra las distintas zonas de las que se compone un dique en
talud:
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
18
1) El manto principal, que es el dispositivo que defiende la estructura contra
el ataque del oleaje
2) Las capas de filtro, que impiden la migración del núcleo a través del
manto
3) El núcleo, que sostiene la estructura, proporciona cierto grado de
impermeabilidad y ahorra materiales menos económicos
4) El espaldón, que da apoyo horizontal al manto en la coronación y limita
el rebase del oleaje
5) La banqueta, que apoya el manto y defiende contra los fenómenos de
socavación
figura 6 Sección tipo de un dique en talud
figura 7 Dique en talud (ROM1.0-09)
6.3.2 Modos de fallo del dique en talud
6.3.3 Definición del nivel de daño
El daño a las capas del manto principal se caracteriza tanto por:
contaje del número de unidades desplazadas o
medición del perfil de superficie erosionada del manto.
En ambos casos el daño se relaciona con un estado específico de la mar
durante el tiempo especificado.
El método de recuento se basa en una clasificación de los movimientos de los
bloques del manto, por ejemplo:
• No hay movimiento.
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
19
• Las unidades individuales oscilan.
• Las unidades individuales son desplazadas de su posición original una
distancia mínima determinada, por ejemplo Dn o ha (longitud o altura de la
unidad)
Los desplazamientos pueden ser en términos de unidades expulsadas del
manto o de unidades que deslizan a lo largo de la pendiente para llenar un
vacío. En caso de pendientes pronunciadas, los desplazamientos también
podrían ser consecuencia del deslizamiento del manto debido a la
compactación o pérdida de apoyo.
El daño en términos de unidades desplazadas se da generalmente como:
• el desplazamiento relativo, D, definido como la proporción de unidades
desplazadas con relación al número total de unidades, o
preferiblemente,
• al número de unidades dentro de una zona específica en torno al nivel
medio del mar.
La razón para limitar el daño a una zona específica es que, de no hacerlo así,
sería difícil comparar diversas estructuras porque el daño estaría relacionado
con totales diferentes para cada una de ellas.
Debido a que prácticamente todos los movimientos de los bloques del manto
tienen lugar dentro de los niveles ± Hs alrededor del nivel medio del mar, el
número de unidades dentro de esta zona se utiliza a veces como el número de
referencia.
Sin embargo, debido a este número cambia con Hs, se recomienda especificar
un valor de Hs correspondiente a un nivel de daño determinado, según lo
propuesto por (Burcharth & Liu, 1992) o utilizar el número de unidades dentro
de los niveles de NMM ± n Dn, donde n es elegido de tal manera que casi todos
los movimientos tienen lugar dentro de estos niveles. Por ejemplo, para dolos
se utiliza n = 6.
figura 8 Ejemplo de dique en talud (ROM 0.1-09)
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
20
6.3.3.1 Nod
El daño, D, puede estar relacionado con cualquier definición de los
movimientos. El número relativo de las unidades que se mueven también
puede estar relacionado con el número total de unidades dentro de una franja
vertical de anchura Dn que se extiende desde el fondo hasta la parte superior
del manto. Para esta definición de desplazamiento (van der Meer J. , 1988)
utilizó el término para Nod unidades desplazadas fuera del manto y Nor para las
unidades que se mueven. La desventaja de Nod y Nor es la dependencia de la
longitud del manto.
6.3.3.2 Ae
La caracterización de daño basada en el área Ae de la sección transversal
erosionada en torno al nivel medio fue utilizada por (Iribarren, 1938) y (Hudson,
Design of Quarry-Stone Cover Layers for Rubble-Mound Breakwaters;
Hydraulic Laboratory Investigation. Research Report No. 2-2, 1958).
Hudson define D como la erosión en tanto por ciento del volumen original.
Iribarren define el límite de daño grave el que se produzca cuando la
profundidad de la erosión en la capa principal de protección alcanza el valor (el
ancho de la capa) Dn.
(Broderick, 1.983) define un parámetro de daño adimensional para la escollera
y el manto como:
[4]
que es independiente de la longitud del manto y tiene en cuenta los acuerdos
verticales, pero no los asentamientos y deslizamientos paralelos al manto.
S puede ser interpretado como el número de cuadrados de lado Dn50 que
encajan en el área erosionada, o como el número de cubos con lado igual a
Dn50 dentro de un ancho de banda Dn50 del manto.
El parámetro daño S es menos adecuado en el caso de mantos de bloques
complejos como dolos y tetrápodos, debido a la dificultad de definir el perfil de
la superficie.
Una visión general de los parámetros de daño se da en la tabla 1.
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
21
tabla 1 Definición del daño relativo (Coastal Engineering Manual)
Si no se tienen en cuenta los asentamientos la siguiente relación entre Nod y S
es válida:
( ) [5]
donde p es la porosidad del manto y G es un factor que depende de su
gradación.
La gama de p es de aproximadamente 0.4 a 0.6 con los valores más bajos en
la roca y el mayor con dolos. G = 1 para mantos de bloques de hormigón uni-
talla y 1.2 a 1.6 para mantos de piedra. Se ve que Nod es aproximadamente
igual a S / 2. Por desgracia la ecuación [5] no es aplicable en general porque la
experiencia muestra que la relación depende del talud del manto. La figura 10
muestra ejemplos de las relaciones entre los Nod y S determinados a partir de
ensayos con modelo.
APUNTES DE PUERTOS
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22
figura 9 Area erosionada
figura 10 Ejemplos de relaciones experimentales entre Nod y S
APUNTES DE PUERTOS
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figura 11 Definición del daño relativo (Coastal Engineering Manual)
figura 12 Ejemplo de cálculo del nivel de daño
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
24
figura 13 Clasificación de daños y valores de los parámetros D, Nod y S relacionados con el
daño
6.3.4 Estabilidad de los elementos del manto. Talud crítico
El profesor Iribarren (Iribarren Cavanillas & Nogales y Olano, 1954) estudió las
condiciones de equilibrio de un elemento del manto de escollera exterior,
teniendo en cuenta que al romper la ola sobre esta, no se anula toda la
cantidad de movimiento, y que el agua pasa a través del manto chocando
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
25
contra la segunda capa, en la que se supone se anula el resto de la cantidad
de movimiento
Al romper una ola sobre la capa exterior de un dique de talud, la anulación de
la cantidad de movimiento provoca que cada canto esté sometido a la presión y
subpresión producida por el agua, a la acción de la gravedad y a las fuerzas de
rozamiento.
figura 14 Estabilidad de un elemento del manto principal (Iribarren)
El primer concepto fundamental que hay que estudiar es la acción que el oleaje
ejerce sobre los cantos del manto exterior.
Al llegar el oleaje al dique, ejerce una presión dinámica sobre los elementos,
tratando de empujarlos hacia arriba; se produce así un proceso por el cual los
elementos de la zona inferior van siendo arrastrados hacia la parte superior. A
este proceso se le denomina equilibrio hacia arriba.
Si se aumenta el talud, al incidir el oleaje sobre los elementos ya no es capaz
de arrastrarlos hacia arriba, porque el momento estabilizador del peso es
mayor que el momento volcador que ejerce la presión dinámica del oleaje. Pero
el flujo del agua que vuelve al mar tras haber roto sobre el dique ejerce también
una presión sobre los cantos, aunque menor que la presión que ejerce la ola
rompiente, pero que se ve favorecida por el peso de los elementos, que ejerce
ahora una acción desestabilizadora. Por ello el reflujo de la ola es capaz de
mover los cantos superiores del talud y desplazarlos hacia la parte inferior,
produciéndose así un fenómeno natural por el cual los taludes rígidos tienden a
tenderse. Este es el equilibrio hacia abajo.
Parece evidente que si el mar tiende a rigidizar los taludes tendidos y a tender
los taludes demasiado verticales, el diseño más lógico será precisamente el
proyectar un talud que coincida con el talud crítico. Este talud de equilibrio
crítico, que separa el comportamiento entre equilibrio hacia abajo y hacia
arriba, depende de un factor principal, que es la imbricación de los cantos. Esta
imbricación depende del tipo de pieza de que se disponga; así, el talud crítico
será mayor (más empinado) para bloques paralelepípedos que para escolleras
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
26
naturales y mayor aún para tetrápodos (figura 15), en los cuales la imbricación
es máxima, permitiendo por ello disponer taludes bastante verticales sin que
los tetrápodos puedan ser desplazados por el oleaje ni hacia arriba ni hacia
abajo.
figura 15 Tetrápodos
Los taludes críticos se han obtenido en ensayos de laboratorio sometiendo a
diques de escollera a distintas combinaciones de altura de ola – período (H-T),
y se ha observado que el talud crítico es uno sólo para un tipo de canto dado,
cualquiera que sea la combinación de altura de ola – período a que se someta
al dique dentro de un régimen H-T que está truncado, es decir, en el que se
eliminaron los temporales extraordinarios.
El temporal extraordinario no modifica el talud crítico, sino que lo que provoca
es la avería del dique.
6.3.5 Algunas formulaciones empíricas para el cálculo de diques en talud
Las formulaciones empíricas que sugiere el Coastal Engineering Manual se
recogen en la tabla 2.
Armor Unit Non-Overtopped Overtopped Submerged
Rock Hudson (1974)
van der Meer (1988) Powell & Allsop (1985)
Vidal et al. (1992) van der Meer (1991)
Vidal et al. 1992
Concrete cubes van der Meer (1988b)
Tetrapods van der Meer (1988b)
Dolosse Burcharth & Liu (1992)
ACCROPODES ® van der Meer (1988b)
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
27
Armor Unit Non-Overtopped Overtopped Submerged
Burcharth et al. (1998)
CORE-LOC ® Melby &Turk (1994) Turk & Melby (1997)
Tribars SPM (1984)
Rock and dolosse Carver & Heimbaugh
(1989)
tabla 2 Ecuaciones empíricas sugeridas por el CEM
6.3.5.1 Hudson (Hudson, 1974)
Esta formulación se diseñó para escollera y manto principal en dos capas en
diques no rebasables, para oleaje irregular, con incidencia normal.
[ ( )]
[6]
En la ecuación [6] son:
H Altura de ola de cálculo (Hs o H1/10)
Dn50 Longitud del cubo equivalente de la pieza media de escollera
M50 Masa media de las rocas [ ]
s Densidad de la roca
w Densidad del agua
( )
Ángulo del manto
KD Coeficiente de estabilidad
Hudson define el número de estabilidad como
( ) [7]
En el Shore Protection Manual de 1.977 (USACE, Shore Protection Manual,
1977) se proporcionan los siguientes valores para KD, basado enteramente en
modelos físicos con oleaje regular, para H = Hs y taludes del manto principal
( ) :
tabla 3 Coeficiente de estabilidad (1)
En el Shore Protection Manual de 1.984 (USACE, Shore Protection Manual,
1984) se proporcionan los siguientes valores, para H = H1/10:
APUNTES DE PUERTOS
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28
tabla 4 Coeficiente de estabilidad (2)
En las tablas anteriores, breaking waves significa olas limitadas por el fondo, es
decir, que la rotura del oleaje ocurre frente al manto principal.
La formulación de KD por el SPM (1984) introduce un considerable factor de
seguridad al emplear H1/10 en vez de Hs (según la distribución de Rayleigh,
).
Incertidumbres
El coeficiente de variación de la formulación de (Hudson, 1974) fue estimado
en un 18% por (van der Meer J. , 1988). (Melby & Mlaker, 1997) señalaron una
variabilidad para KD de un 25% para escollera y un 20% para dolos.
figura 16 Ensayo en modelo físico
6.3.5.2 Van der Meer (1988)
6.3.6 Dimensiones de la superestructura
Las dimensiones de la superestructura o espaldón influyen de manera notable
en el modo de controlar el flujo de energía. Así, es posible encontrar diques en
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
29
talud con una superestructura de pequeñas dimensiones y ubicado en un nivel
en el que la acción del oleaje es despreciable (figura 17).
figura 17 Dique en talud con camino de rodadura
En España, es habitual dimensionar el dique en talud con una superestructura
de grandes dimensiones que controla una parte sustancial de la energía
incidente; para facilitar su construcción se suele apoyar por encima de la
bajamar, pudiendo, en ese caso, disponer de tacones o zarpas. El espaldón se
suele coronar con un parapeto y botaolas (figura 18).
figura 18 Botaolas en la coronación de un espaldón
En el caso de disponer de un espaldón, para que el dique sea “irrebasable” es
recomendable que las cotas de coronación del manto principal y del espaldón
medidas sobre el nivel del mar del cálculo, satisfagan las condiciones:
[8]
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
30
donde los francobordos del manto principal y del espaldón Ft y Fc
respectivamente, están medidos en vertical con respecto al nivel del mar
simultáneo y compatible con el estado de mar en el que se puede presentar la
altura de ola H* (como una primera estimación se puede considerar H* = 1,5HI).
6.3.7 Dique en talud sin superestructura
La ausencia de una superestructura da lugar a los diques rompeolas sin
espaldón (figura 19). No es habitual en España la construcción de diques
principales sin espaldón aunque es frecuente su utilización en contradiques y
espigones.
Para que el dique sea irrebasable es recomendable que la cota de coronación
del manto principal satisfaga la condición:
[9]
medida en vertical con respecto al nivel del mar simultáneo y compatible con el
estado de mar en el que se puede presentar la altura y el periodo de ola, H* y
T.
En el caso de que el dique sea rebasable, el flujo de energía transmitido a
sotamar del dique depende de los valores relativos de francobordo Ft/H*,
peralte de la ola H*/L, altura de la ola H*/h y anchura de la coronación Bc/L.
Esta tipología es la que habitualmente se emplea en la construcción de
espigones perpendiculares a la costa para el control del transporte de
sedimentos en la zona de rompientes en playas, o en las desembocaduras de
los ríos, actuando también, en este caso, como espigones de encauzamiento,
diques exentos para proteger de la acción del oleaje un tramo de costa, etc.
En general, estos espigones no llevan superestructura; en algunas ocasiones
se coloca una placa de hormigón para facilitar el acceso sobre ellos.
figura 19 Dique en talud sin superestructura
6.3.8 Dique sumergido
El dique sumergido se esquematiza en la figura 20 y se emplea para limitar la
energía de las olas que arriban a la playa.
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
31
figura 20 Dique sumergido
6.3.9 Ejemplo de cálculo de un dique en talud
6.3.9.1 Introducción
Vamos a ubicar un dique en Alicante (por ejemplo). A continuación veremos
cómo calcularlo.
6.3.9.2 Altura de ola de cálculo
6.3.9.2.1 Periodo de retorno
Se seguirá el criterio de la ROM0.2-90. Se obtienen la vida útil, n, y el riesgo
asumido, E. A partir de la relación de Borgmann, para vidas útiles de más de 10
años, se despeja el periodo de retorno, PR:
(
)
Despejando,
( )
La vida útil se obtiene de la tabla 2.2.1.1. de la ROM0.2-90 (página 47),
mostrada en este mismo apartado. El riesgo lo tomamos de la tabla 3.2.3.1.2.,
en la página 69 de la misma publicación. Se muestra también a continuación.
Se supone que tenemos una infraestructura de carácter general y nivel 1, con
lo que la vida útil es n = 25 años.
En cuanto al riesgo, la repercusión económica se supone alta y el riesgo de
pérdida de vidas humanas es reducido, con lo cual E = 0.25 (para iniciación de
averías).
Se tiene así:
(
)
APUNTES DE PUERTOS
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32
( )
Y se obtiene PR = 87 años. La tabla siguiente contiene una colección de
resultados.
tabla 5 Periodos de retorno en función de la relación de Borgmann
tabla 6 Vidas útiles (ROM 0.2-90)
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
0.1 96 143 191 238 286 333 381 428 476 523 570 618 665 713 760 808 855 903 950
0.15 63 93 124 155 186 216 247 278 309 339 370 401 432 462 493 524 555 586 616
0.2 46 68 91 113 135 158 180 203 225 247 270 292 315 337 360 382 404 427 449
0.25 36 53 71 88 105 123 140 157 175 192 210 227 244 262 279 296 314 331 349
0.3 29 43 57 71 85 99 113 127 141 155 169 183 197 211 225 239 253 267 281
0.35 24 36 47 59 71 82 94 105 117 129 140 152 163 175 187 198 210 222 233
0.4 21 30 40 50 60 70 79 89 99 109 118 128 138 148 158 167 177 187 197
0.45 18 26 34 43 51 60 68 76 85 93 101 110 118 126 135 143 152 160 168
0.5 15 23 30 37 44 51 59 66 73 80 88 95 102 109 116 124 131 138 145
0.55 14 20 26 32 39 45 51 57 64 70 76 82 89 95 101 107 114 120 126
Vida útil [años]
Rie
sgo
APUNTES DE PUERTOS
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33
tabla 7 Riesgos admisibles (ROM 0.2-90)
6.3.9.2.2 Obtención de la altura de ola de cálculo
Se obtiene el régimen extremal de la boya más cercana, en este caso, la de
Alicante (ver figura 21).
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
34
figura 21 Ubicación de la boya de Alicante
figura 22 Régimen extremal de la boya de Alicante
Se obtiene un valor Hd = 5.80 m (esto también se puede hacer analíticamente,
a partir de la función de Weibull). El periodo de pico se obtiene a partir de la
formulación indicada al pie de la página del régimen extremal de oleaje. En
este caso es:
,
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
35
lo que nos da un periodo de pico Tp = 11.07 s. El periodo medio se obtiene de
la ROM 0.3 -91, por la que sabemos que ⁄ . Así, Tm = 9.23 s. Y de
la teoría lineal, L0 = 132.90 m, valor que se utilizará más adelante.
Ahora se trata de propagar el oleaje hasta la zona del dique, lo que se realiza
con el modelo matemático de propagación de oleaje de que se disponga. En
este caso, se utilizará el modelo CMS Wave.
figura 23 Cálculo del periodo de pico
APUNTES DE PUERTOS
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36
6.3.9.3 Altura de ola de cálculo a pie de dique
figura 24 Carta náutica
figura 25 Modelos digitales de elevaciones de la malla general (izquierda) y anidada
(derecha)
figura 26 Cálculo del espectro de energía
APUNTES DE PUERTOS
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figura 27 Espectro de energía
figura 28 Ola propaganda
figura 29 Perfil para obtención de la altura de ola
APUNTES DE PUERTOS
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38
figura 30 Altura de ola a lo largo del dique
6.3.9.4 Dimensionamiento del dique
Una vez obtenida la altura de ola al pie del dique, se procede al
dimensionamiento de la sección transversal.
6.3.9.4.1 Parámetros
6.3.9.4.1.1 Permeabilidad
figura 31 Coeficientes de permeabilidad (van der Meer, 1.988)
6.3.9.4.1.2 Nivel de daño
Clasificación de daños y valores relacionados de los parámetros D, Nod y S
Sin daños No hay desplazamiento de ninguna unidad. S puede no ser igual a cero, debido a la existencia de asientos
Inicio de daños Algunas unidades se desplazan. Este nivel de daños
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
39
corresponde a No damage level del Shore Protection Manual (1.977 y 1.984), en relación al coeficiente de estabilidad de la fórmula de Hudson.
Daño intermedio (de moderado a severo)
Se desplazan las unidades del manto, pero sin dejar el filtro expuesto al oleaje
Fallo El filtro queda expuesto al oleaje
figura 32 Parámetros de daño /1
figura 33 Parámetros de daño /2
6.3.9.4.2 Manto principal
Existen multitud de formulaciones empíricas para el cálculo del manto principal.
En sucesivas ediciones del presente documento se mostrarán diferentes
resultados.
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
40
6.3.9.4.2.1 Formulación de van der Meer para escollera, en dos capas (van der
Meer, 1. 988)
6.3.9.4.2.2 Formulación de van der Meer para bloques paralelepipédicos de
hormigón en dos capas (van der Meer, 1.988)
6.3.9.4.2.3 Aplicación al ejemplo
Los datos al pie del dique son:
Hs = 4.50 m (de la figura 30)
s = 2.300 kg/m3
w = 1.026 kg/m3
= 1.24
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
41
sm =
= 0.034
Se ha de establecer el índice de daños. Para inicio de daños, se tiene Nod = 0;
para daño intermedio, se puede considerar Nod = 1, y para fallo, Nod = 2 (ver
figura 33).
El número de olas se puede evaluar en función de la duración del temporal y el
periodo medio. Por ejemplo, para un temporal de 1.0 día de duración,
Con estos valores, se tiene:
(
)
(
)
De esta expresión se ha de obtener Dn, y de este valor, el peso medio del
bloque.
Así, Dn = 1.81 m. El peso medio del bloque será W50 = 2.3*1.813 = 13.63 Tn.
Por tanto, el manto principal del dique se construirá con dos capas de bloques
paralelepipédicos de 15.0 Tn (subimos a un peso más sencillo de construir).
6.3.9.4.3 Filtros
La misión del filtro es impedir la fuga del núcleo por entre los intersticios del
manto. La condición de filtro es:
Así, dado que el núcleo presenta un peso entre 10 y 100 kg, normalmente, se
puede suponer que el tamaño medio es de 50 kg. Por tanto, han de colocarse
las capas de filtro suficientes para que el núcleo no salga a través del filtro
inferior, ni el filtro superior a través del manto. Puede ocurrir que ambos filtros
sean el mismo, si solo se dispone uno.
Manto Filtro 1 Filtro 2
15,000.00 750.00 37.50
kg kg kg
Se observa que el filtro 2 sería de 37.50 kg, tamaño incluso menor que el
núcleo, por lo cual no sería precisa su colocación, siendo suficiente con dos
capas de 750.00 kg.
6.3.9.4.3.1 Otras condiciones de filtro
6.3.9.4.3.1.1 Retención
Aparte de la expresión anterior, se puede comprobar que:
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
42
( )
( )
6.3.9.4.3.1.2 Permeabilidad
La permeabilidad del filtro debe ser adecuada, para no aumentar las presiones
hidráulicas. Para ello se debe cumplir:
( )
( )
6.3.9.4.3.1.3 Estabilidad interna
Si el material de filtro está mal graduado, puede haber pérdida de partículas
finas, causando inestabilidad interna. Para evitar eso, debe cumplirse:
( )
( )
6.3.9.4.3.2 Espesor de la capa de filtro
Las capas filtrantes construidas con grava gruesa o un material más grueso
deben tener un espesor mínimo por lo menos dos a tres veces el diámetro de
las piedras más grandes en la distribución granulométrica para resultar
eficaces.
El mínimo espesor de capa en un filtro de grava debe ser de al menos 20 cm,
y las capas de filtros de arena deben tener un espesor mínimo de al menos 10
cm (Pilarczyk 1990).
Estas directrices sobre espesores se asumen controladas por encima de las
aguas. En la colocación bajo el agua, la capa de asiento debe tener un espesor
de al menos dos a tres veces el tamaño de los elementos más grandes usados
en ella, pero nunca menos de 30 cm de espesor para garantizar que las
irregularidades están completamente cubiertas.
Otras consideraciones, como las aguas poco profundas, la exposición durante
el procedimiento de construcción, y grandes esfuerzos hidrodinámicos, etc.,
pueden sugerir filtros más gruesos, pero no hay reglas generales al respecto. A
menudo se emplea un espesor mínimo de 50 cm.
6.3.9.4.4 Cota de coronación del espaldón
Se calculará limitando el rebase permitido. Para ello se emplea la tabla 8.
APUNTES DE PUERTOS
03-PUERTOS_REV09
43
tabla 8 Limitación del rebase
6.4 Diques verticales
6.4.1 Introducción
Un dique vertical de pared impermeable, de comportamiento gravitatorio, se
caracteriza por la reflexión prácticamente total de la energía del oleaje, sin
intentar variar su comportamiento, ni laminarla por transmisión o disipación de
energía.
En el dique vertical usualmente se distinguen tres partes principales (véase su
equivalencia en la figura 34):
1. Banqueta de cimentación con su correspondiente enrase de grava.
2. Berma de protección del dique.
3. Bloque de guarda anti-socavación, pudiendo estar embebido en la
berma delantera de protección.
4. Monolito (cajón o tipología especial)
APUNTES DE PUERTOS
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5. Espaldón, con sus múltiples soluciones estructurales, funcionales e
hidráulicas para minimizar el rebase cuando la función es de dique
muelle.
El cuerpo del dique suele estar formado por cajones flotantes (ver 6.4.2). El
cajón es hueco, de hormigón, y suele tener una altura máxima en torno a los 25
m, debido a criterios constructivos y de flotabilidad. Su francobordo suele ser
reducido. La eslora de un cajón suele oscilar entre 40 y 60 m, con mangas
entre 20 y 30 m y puntales entre 20 y 25 m.
La banqueta tiene las funciones siguientes:
Transmitir las tensiones al terreno
Disminuir la profundidad de la cimentación
Proporcionar una superficie regular de apoyo. En este sentido es preciso
cuidar mucho la superficie de contacto con la solera del cajón, para
evitar cargas de punzonamiento excesivas que pudieran romparla
Se puede ejecutar con dos tipos de material:
Escollera
Todo - uno
Normalmente se ejecuta de escollera para disponer de una mayor resistencia,
pero si su tamaño aumenta se realiza con todo-uno, lo que la hace más
económica.
Como el cajón flotante necesita una superficie lisa como apoyo, para evitar que
se concentren las tensiones en algún pun de la banqueta, se prevé un enrase
de grava de poco espesor.
En cuanto a la berma, tiene por objeto evitar que el oleaja puede erosionar con
facilidad la banqueta. Suele ser de escollera de mayor tamaño que la de la
banqueta.
Sin embargo existe siempre un punto crítico donde la erosión es máxima
(socavación o scour). Para evitarla se sitúa un bloque cúbico, denominado
"bloque de guarda" (3 en la figura 34).
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figura 34 Sección de un dique vertical
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6.4.2 Cajones flotantes
figura 35 Geometría típica de un cajón flotante
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figura 36 Proceso constructivo de un cajón flotante
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figura 37 Proceso de fondeo de un cajón
6.4.3 Cálculo de un dique vertical
El dique vertical se calcula fundamentalmente a deslizamiento y vuelco. El
principal problema reside en analizar las fuerzas que el oleaje transmite al
dique, y el siguiente en conocer el comportamiento de la banqueta, con objeto
de calcular correctamente el coeficiente de seguridad al vuelco.
Otro problema es el estructural, consistente en armar al cajón de forma que las
celdas resistan los esfuerzos a que están sometidas. Ello no forma parte de lo
expuesto en este documento.
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6.4.3.1 Fuerzas que actúan sobre el cajón
figura 38 Fuerzas básicas que actúan sobre el cajón
figura 39 Fuerzas actuantes sobre el cajón
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6.4.3.2 Esfuerzos debidos al oleaje
Se ilustra aquí el método de (Goda, 1974) y (Tanimoto, Moto, Ishizuka, & Goda,
1976)
Goda determina que el oleaje al incidir sobre una estructura presenta un
esquema de presiones como el mostrado en la figura 40.
figura 40 Esquema de presiones en un dique vertical, según Goda (1.985)
La altura de ola significante, según Goda, es:
( )
( )( )
{(
)
( )
[10]
donde son:
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6.5 Bases de cálculo
El dimensionamiento de un dique de abrigo se fundamenta en su
comportamiento e interacción en planta y alzado con los agentes de proyecto:
gravitatorios,
del medio físico,
terreno, uso y explotación,
materiales y
los derivados de los procesos constructivos,
y se concreta en los modos de fallo y parada. A partir del estudio del
comportamiento de la obra se pueden describir y clasificar según su origen las
distintas formas o mecanismos que conducen al fallo o parada operativa de la
obra, o modos de fallo o parada, en función de los agentes de proyecto
preponderantes en el fallo o parada operativa.
A estos efectos, se considerarán los siguientes comportamientos de la obra de
abrigo y de cada uno de sus tramos, considerando tanto el análisis en planta
como en alzado:
Comportamiento hidráulico y comportamiento frente a otros agentes del
medio físico
APUNTES DE PUERTOS
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Comportamiento estructural
Comportamiento geotécnico
Comportamiento derivado de los procesos constructivos
Comportamiento morfodinámico
Comportamiento ambiental: evaluando la incidencia de la obra de abrigo
en diversos parámetros de calidad ambiental, como la calidad de las
aguas en el entorno portuario y litoral, de acuerdo con la Directiva Marco
del Agua y las especificaciones de la ROM 5.1-05.
6.6 Tipologías de diques en función del oleaje incidente
Las tipologías recomendadas para los diferentes tipos de dique, se muestran
en la tabla 9, en función de los parámetros del oleaje incidente.
tabla 9 Tipologías recomendadas
APUNTES DE PUERTOS
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53 7 NIVELES DE CÁLCULO
En la ROM0.0-01 en función del carácter de la obra, se recomiendan cuatro
métodos de verificación, ordenados en tres niveles, denominados Nivel I, II y III,
que se describen en los capítulos 5 y 6 de dicha publicación. Los métodos
verificación y cálculo de Nivel I no proporcionan la probabilidad de fallo o
parada del modo y, por tanto, su evaluación debe hacerse estableciendo
ciertas hipótesis que se describen en el capítulo 5.
Los métodos de Nivel II y III proporcionan directamente la probabilidad de
ocurrencia del modo en el intervalo
figura 41 Métodos de nivel I propuestos por la ROM 0.0-01
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figura 42 Métodos de nivel II y III propuestos por la ROM 0.0-01
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55 8 ANÁLISIS DE LA PROPAGACIÓN DEL OLEAJE
En el estado actual de la técnica, lo más usual es emplear un modelo de
propagación de oleaje para transformar la ola de cálculo desde el punto de
medida (generalmente una boya) hasta el pie del dique.
Lo que se le debe pedir al modelo matemático como mínimo, es que tenga en
cuenta los efectos siguientes:
Proceso físico Imprescindible Conveniente En general, no
es preciso
Refracción X
Asomeramiento X
Rotura X
Difracción X
Reflexión X
Transmisión X
Interacción con corrientes
X
Efectos no lineales
X
Ondas infragravitatorias
X
tabla 10 Procesos físicos en un modelo de propagación de oleaje
En la tabla 10 se ha considerado un caso general. Obviamente, es el Ingeniero
quien debe valorar los efectos a tomar en consideración en el cálculo y elegir el
modelo correspondiente.
En el ejemplo siguiente se ha empleado el modelo CMS-Wave, desarrollado
por el CIRP2, del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos. En
el se ha calculado la aproximación de un oleaje no real al puerto exterior de A
Coruña. Se han empleado dos mallas anidadas con objeto de no perder
demasiada precisión en el cálculo final sin exigir un esfuerzo computacional
desmesurado en la zona abierta.
2 Coastal Inlets Research Programme
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figura 43 Aproximación general del oleaje
figura 44 Propagación local del oleaje
El cálculo se ha realizado tomando en consideración la reflexión en el dique de
abrigo, con lo cual se obtiene directamente H* (ver apartados anteriores). Los
gráficos que muestran la altura de ola en dos perfiles (el primero longitudinal, a
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lo largo del dique, y el segundo, transversal) se recogen respectivamente, en la
figura 45
figura 45 Altura de ola con reflexión (H*) a lo largo del dique (el morro queda a la derecha)
figura 46 Altura de ola con reflexión [H*] en un perfil normal al dique
figura 47 Detalle del efecto de la reflexión en el dique
figura 48 Ubicación de los perfiles
Es decir, en las hipótesis de cálculo establecidas, la altura de ola a considerar
sería H* = 18.0 m.
APUNTES DE PUERTOS
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58 9 CONDICIONANTES
9.1 Comportamiento del terreno
Un factor fundamental para la elección de la tipología es la adecuación del
suelo marino para soportar los esfuerzos transmitidos por el dique y las
oscilaciones del mar, es decir su:
a) compresibilidad, o capacidad de deformarse variando su volumen al
aplicar cargas de compresión en su superficie,
b) resistencia al esfuerzo cortante o capacidad del suelo de resistirse al
deslizamiento relativo entre partículas adyacentes cuando es sometido a
un esfuerzo de corte y
c) la capacidad de las partículas de fondo para permanecer en él en
presencia de la dinámica marina.
9.1.1 Roca y suelos granulares.
Los fondos de roca, independientemente de su grado de deterioro, en general
son aptos para recibir cualquier tipología de dique de abrigo. Los suelos y
rellenos de materiales sueltos no cohesivos, arenas gruesas y gravas, son
también aptos para recibir cualquier tipo de dique por poseer una alta
permeabilidad, lo que les permite drenar el fluido intersticial con relativa
facilidad cuando son sometidos a cargas cíclicas.
Aun así, debe tenerse en cuenta el tiempo que necesita el suelo para expulsar
el agua intersticial, en presencia de la obra, y que se puede crear un exceso de
presión intersticial en el interior del suelo. Esta sobrepresión intersticial puede
tener como consecuencia una variación en las tensiones efectivas del suelo. En
suelos granulares flojos se deberá prestar especial atención a los efectos
dinámicos asociados a los movimientos oscilatorios marinos por su posible
licuefacción.
9.1.2 Suelos cohesivos blandos.
La resistencia al corte de los suelos con abundancia de fracción fina y muy fina,
debido a su baja permeabilidad y, en general, a la elevada compresibilidad,
está muy influenciada por las condiciones de drenaje, la velocidad de
aplicación de la acción y la historia tensional del suelo. En estos casos será
necesario estudiar la acumulación y el exceso de presión intersticial en el
interior del suelo, ya que puede provocar una disminución en el módulo de
rigidez del mismo si se trata de una arcilla NC, o su aumento si se trata de una
arcilla SC. Este tipo de suelos no es el más adecuado para recibir cargas
concentradas y controlar los asientos.
9.1.3 Interacción suelo-dique.
En cualquier caso se debe tener en cuenta que la presencia de la obra puede
modificar las propiedades resistentes del suelo, así como los regímenes
APUNTES DE PUERTOS
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oscilatorios en el exterior e interior del mismo. Es conveniente evitar los diques
verticales en suelos y rellenos cohesivos o de baja calidad, pues pueden
producir una importante concentración de cargas y asientos diferenciales
debido a la acción del oleaje, y requieren por ello una cimentación más
resistente y menos deformable. Además, por su geometría y forma constructiva
son impermeables al flujo, pudiendo modificar sustancialmente el patrón de
drenaje del suelo y rellenos. Este efecto será más perjudicial cuanto menos
permeable sea el terreno.
9.1.4 Banquetas y rellenos.
En general, los diques de abrigo se construyen sobre una cimentación formada
por banquetas y materiales de relleno de granulometría gruesa y alta
permeabilidad, que facilita el reparto de cargas y la liberación de presiones
intersticiales ofreciendo una buena resistencia al esfuerzo cortante y una baja
deformabilidad.
En el caso de fondos de roca, se podrá enrasar con hormigón sumergido.
Cuanto más apto sea el suelo para cumplir esta función menores serán los
espesores de la cimentación necesarios; si el suelo satisface los requisitos
geotécnicos (ROM 0.5-05), excepto en condiciones de grandes profundidades,
los espesores de las banquetas y los rellenos serán los estrictamente
necesarios para homogeneizar y enrasar los apoyos y las cimentaciones.
9.1.5 Erosión superficial.
La erosión del suelo superficial depende esencialmente de su composición y
granulometría, y del régimen oscilatorio superficial y profundo. La presencia de
la obra modifica sustancialmente este régimen, por lo que, en general, excepto
en el caso de roca, es necesaria la protección del suelo frente a la erosión,
independientemente de la tipología.
tabla 11 Tipologías más adecuadas de dique en función de las características del terreno
9.2 Condicionantes morfológicos
En general los diques, salvo los flotantes o los verticales construidos mediantes
pantallas o recintos, ocupan mucha superficie en planta (especialmente en
calados importantes) bien por ellos mismos, bien por la necesidad de disponer
grandes banquetas de cimentación, por lo que no son adecuados en zonas con
limitación de espacio o afección a los fondos marinos. Por otra parte dichas
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soluciones tampoco son convenientes cuando la pendiente del terreno natural
es grande y la calidad del terreno exige la realización de dragados muy
importantes. En general, los diques verticales requieren menor volumen de
materiales de préstamo cuando la obra de abrigo deba construirse en una zona
de calados importantes (> 25m). (ROM 1.0, 2009)
9.3 Materiales y procesos constructivos
9.3.1 Materiales de préstamo
La falta de todo uno de cantera para el núcleo, de piedras para las escolleras
de los mantos interiores y, en su caso, del principal, descarta, en la práctica la
construcción de un dique del tipo granular, en talud o berma. Por el contrario, la
existencia de ellos en las proximidades de la obra, prácticamente deciden su
selección, excepto si las profundidades son muy grandes, (h > 40 – 50m) o no
hay medios constructivos adecuados. (ROM 1.0, 2009)
9.3.2 Capacidad y dimensiones de la grúa
Las dimensiones de las piezas y su disposición en el manto principal, berma y
morro son condicionantes también de la tipología, pues definen las
dimensiones de la grúa, su capacidad de izada y brazo. Estas dimensiones
condicionan a su vez la anchura de avance en la coronación del dique para
poder proceder al suministro y la colocación de las piezas, sin perjuicio del
resto de las unidades de obras.
En España es habitual disponer de grúas hasta 4000 t · m y suele ser
necesario contratar o construir grúas especiales cuando se requiere un tamaño
mayor, p.ej. 7000 t · m. En la actualidad, la capacidad de izada y lanzamiento
supera las 10000 t · m, (ver figura 49).
9.3.3 Vertidos desde gánguil
En general, salvo áreas marítimas con mar bravío, los vertidos desde el mar
con gánguiles u otros medios adecuados no suelen ser limitativos en la
selección de la tipología. En los casos en que se necesite verter grandes
volúmenes de materiales, se deberá considerar que durante la construcción de
la obra, haya un área abrigada que actúe de zona de cargadero, refugio y de
conservación. El volumen de materiales que habitualmente maneja un gánguil
se encuentra en el intervalo 600 – 1200m3. El estado de oleaje condiciona la
operatividad y la precisión de los vertidos por gánguil. La relación entre la
eslora del gánguil y la longitud de ola es un buen indicador de su respuesta
oscilatoria. La experiencia indica que, tanto el vertido lateral como el vertido por
fondo requieren que los estados de oleaje satisfagan la condición Hs < 2,5m,
dependiendo de las técnicas de posicionamiento, precisión requerida y tipo de
material.
APUNTES DE PUERTOS
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figura 49 Diagrama de capacidad de izada y anchura en la base de grúas
9.3.4 Paradas forzosas y esperas constructivas
Finalmente, en la construcción de cualquier obra marítima es necesario tener
en cuenta la necesidad de paradas “técnicas” en las que la sección no está
finalizada pero se puede ver sometida a la acción de los agentes climáticos,
para la cual no está preparada. Estas esperas pueden ser previstas, p.ej
paradas invernales, o imprevistas, p.ej. por la presentación de un temporal.
Dada la información meteorológica disponible estas últimas hacen referencia a
que el contratista tiene un tiempo pequeño de respuesta. En ambos casos es
APUNTES DE PUERTOS
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necesario preparar la obra con un refuerzo provisional para resistir la acción
marina sin daños relevantes o con daños acotados. Algunas tipologías son más
aptas para realizar estas acciones preventivas que otras. En general, la
protección temporal de un dique granular es fácil, con bajo coste y de
recuperación rápida.
Por el contrario, los diques vertical y mixto, especialmente éste, no tienen una
protección sencilla, tanto del cuerpo central como de la cimentación.
La protección prevista es a todos los efectos un morro provisional cuyo
comportamiento hidrodinámico es análogo al de un morro definitivo. En
consecuencia, aunque sea provisional, se recomienda que para su
dimensionamiento y construcción se consideren el apartado específico de
morros del capítulo de diques en talud.
Antes de iniciar la obra se deben especificar los estados de oleaje umbrales
para los cuales no es recomendable continuar con la construcción, en función
de los medios constructivos, la disponibilidad de materiales, el estado de la
obra y de los elementos y partes a proteger.
9.3.5 Equipos constructivos.
No es conveniente elegir soluciones que hagan imprescindible la utilización de
equipos exclusivos o de muy reducida disponibilidad. Por el contrario, son
recomendables soluciones simples con un alto grado de flexibilidad de
aplicación de diferentes procedimientos constructivos que puedan adaptarse a
la experiencia y recursos disponibles de las empresas constructoras. En
aquellos casos en que sea necesario reducir al máximo los plazos de
ejecución, este aspecto puede condicionar decisivamente la elección de la
tipología, la cual dependerá fundamentalmente de circunstancias locales:
disponibilidad de materiales y medios constructivos, así como de la experiencia
y productividad asociadas a los mismos.
9.4 Elección de dique según los condicionantes
En función de los diferentes condicionantes de la obra, las tablas siguientes,
extraídas de (ROM 1.0, 2009), indican la idoneidad de los diferentes tipos de
dique.
AGENTES CLIMATICOS
Tipología dique Oleaje en presencia del dique Profundidad (m)
En talud Todos 0 ≤ h* < 35 – 45
Vertical No rotura 15 ≤ h* < 40 – 50
Mixto No rotura 20 ≤ h* < 60 – 80
Berma Todos 0 ≤ h* < 35 – 40
Sumergido Todos Todas
Flotante y pantallas Pequeño, periodo corto, no rotura Todas
tabla 12 Requerimientos de los agentes climáticos
APUNTES DE PUERTOS
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REQUERIMIENTOS CLIMÁTICOS
Tipología Partición de la energía
En talud Disipación y reflexión
Vertical Reflexión
Mixto Disipación y reflexión
Berma Disipación
Sumergido Disipación, reflexión y transmisión
Flotante Reflexión y transmisión
Pantallas Reflexión y transmisión
tabla 13 Forma de disipación de la energía
PROPIEDADES DEL TERRENO
Tipo de suelo Tipología
Roca Todas
Granulares flojos Algunas
Granulares duros Todas
Cohesivos blandos o rellenos de baja calidad Evitar diques verticales
Rellenos homogéneos y permeables Todas
tabla 14 Propiedades del terreno
PROCESO CONSTRUCTIVO
Tipología Vol. Préstamo Medios constructivos Adaptabilidad
En talud Muy grande Carga, vertido; grúa importante Posible
Vertical Pequeño Fondeo cajón y vertido Difícil
Mixto Grande Carga, vertido; grúa y fondeo Muy difícil
Berma Muy grande Vertido y grúa Posible
Sumergido Según objetivo Vertido Posible
Flotante Nulo Flotantes e hinca Posible
Pantallas Nulo Flotantes e hinca Posible
tabla 15 Requerimientos del proceso constructivo
CONSERVACIÓN, REPARACIÓN Y DESMANTELAMIENTO
Tipología Conservación Reparación Interacción Desmantelamiento
En talud Factible Lenta, cara Alta Complicado, difícil
Vertical Compleja Rápida, cara Baja Sencillo
Mixto Compleja Lenta, cara Baja/Media Complicado, difícil
Berma Sencilla Lenta Alta Complicado
Sumergido Sencilla Rápida Baja Sencillo
Flotante Sencilla Rápida Alta Muy sencillo
Pantallas Sencilla Rápida Alta Sencillo
tabla 16 Conservación, reparación y desmantelamiento
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REQUERIMIENTOS AMBIENTALES
Tipología Volumen de materiales Interacción con el entorno Oxigenación agua nichos ecológicos
En talud Grande Significativa Alta-muchos, diversos
Vertical Pequeño Significativa Baja-pocos
Mixto Intermedio Significativa Media-algunos
Berma Máximo Significativa Alta-muchos
Sumergido Según objetivo Significativa Alta
Flotante Mínimo Poco significativa Baja-algunos
Pantallas Mínimo Significativa Baja
tabla 17 Requerimientos ambientales
APUNTES DE PUERTOS
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65 10 BIBLIOGRAFÍA
Burcharth, H. F., & Liu, Z. (1992). Design of Dolos Armour Units. Proceedings
of the 23rd International Coastal Engineering Conference, vol 1 (págs.
1053 - 1066). American Society of Civil Engineers.
Copeiro del Villar Martínez, E., & García Campos, M. (2008). Diques de
escollero. Madrid: Díaz de Santos.
Galmés Giralt, J. (2005). Diseño innovador de diques verticales con geometrías
cilíndricas. Barcelona: UPC.
Hudson, R. Y. (1958). Design of Quarry-Stone Cover Layers for Rubble-Mound
Breakwaters; Hydraulic Laboratory Investigation. Research Report No. 2-
2. Vicksburg, MS: U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station.
Hudson, R. Y. (1974). Concrete Armor Units for Protection Against Wave
Attack, Miscellaneous Paper H-74-2. Vicksburg, MS: U.S. Army Engineer
Waterways Experiment Station.
Iribarren Cavanillas, R., & Nogales y Olano, C. (1954). Obras marítimas: oleaje
y diques. Madrid: Dossat.
Iribarren, R. (1938). Una Formula Para el Cálculo de los Digues de Escollera.
Technical Report HE 116-295. Berkeley, CA: Fluid Mechanics
Laboratory, University of California.
Melby, J. A., & Mlaker, P. R. (1997). Reliability Assessment of Breakwaters,
Technical Report CHL-97-9. Vicksburg, MS: U.S. Army Engineer
Waterways Experiment Station.
ROM 1.0. (2009). ROM 1.0-09. Madrid: Puertos del Estado.
USACE. (1977). Shore Protection Manual. Washington, DC: U.S. Army
Engineer Waterways Experiment Station.
USACE. (1984). Shore Protection Manual. Washington, DC: U.S. Army
Engineer Waterways Experiment Station.
van der Meer, J. (1988). Rock Slopes and Gravel Beaches under Wave Attack.
Ph.D. Thesis. Waterloopkundig LaboratoriumlWL.
van der Meer, J. W. (1988b). Stability of Cubes, Tetrapodes and Accropode.
Proceedings of the Breakwaters '88 Conference; Design of Breakwaters
(págs. 71-80). London, UK: Institution of Civil Engineers, Thomas
Telford.
APUNTES DE PUERTOS
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11 GLOSARIO
En este apartado se recogen los significados de aquellas palabras de uso
común en el ámbito portuario y que han sido utilizadas en el texto.
Atarazanas Un astillero o atarazana es el lugar donde se construyen y reparan buques. Puede tratarse de yates, buques militares, barcos comerciales y otro tipo de barcos para transporte de mercancías o de pasajeros.
Gaussiana Una variable aleatoria X es llamada variable aleatoria normal (gaussiana) si su pdf está dado por
( )
√ ( )
,
Es decir, sigue una distribución normal.
El teorema central del límite garantiza que cualquier otra distribución se comporta como una gaussiana cuando se hacen un número suficiente de experimentos: “la suma de muestras independientes para cualquier distribución con valor esperado y varianzas finitos converge a la distribución normal conforme el tamaño de muestras tiende a infinito”. En este universo, la naturaleza se comporta gaussianamente.
Lonja Una lonja es un lugar de reunión de los comerciantes. Por el contrario, el término mercado suele asociarse más a la venta al por menor, aunque también existen mercados centrales donde se suele realizar la distribución alimentaria de una ciudad completa, en una acepción sinónima de lonja.