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HOTEL ISLA CARIBE
CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
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PROYECTO: RECUPERACIÓ� PLAYA, HOTEL ISLA CARIBE
EL TIRA�O, ISLA DE MARGARITA, VE�EZUELA
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
Ingeniería de Construción.doc Septiembre 12 2011
MEMORIA DESCRIPTIVA Y ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA CONSTRUCCIÓN
PROYECTO DE RECUPERACIO� DE PLAYA FRE�TE AL HOTEL ISLA CARIBE
EL TIRA�O, ISLA DE MARGARITA
Septiembre 2011
REV. FECHA
12/09/2011
PROPOSITO DE LA EMISION
SOLICITUD DE OFERTA DE CONSTRUCCIÓN
PÁGS. ELAB.
JBA
REV.
0
APROB.
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A 30 /08/ 2011 Emisión para comentarios
Cambiar a Geotubos de 20 m, Longitud 180 m BA
B 30/08/2011 Se cambió a Geotubos de 20 m JA
0 05/09/2011 Emisión para licitación, 180 m de Rompeolas JA
0 12/09/2011 Emisión para el cliente JA
ELABORADO POR REVISADO POR
NOMBRE: J Aceituno NOMBRE: Ing. Belkys Acuña Blohm
FIRMA: FIRMA:
FECHA: 12 de Septiembre de 2011 FECHA:
APROBADO POR
NOMBRE: NOMBRE:
FIRMA: FIRMA:
FECHA: FECHA:
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CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 5
1.1 VISITAS AL SITIO DE LA OBRA .................................................................. 7
1.2 DISEÑO DE LA SOLUCION DE PROTECCIÓN .......................................... 9
1.3 UBICACIÓN DE LA OBRA .......................................................................... 13
1.4 DESCRIPCION DEL CONCEPTO SELECCIONADO ................................. 14
1.5 ALCANCE DE ESTE INFORME ................................................................... 15
1.6 DESCRIPCIÓN DE TECNOLOGÍA DE GEOTUBOS ................................. 15
1.7 CONDICIÓN DE ANCLAJE .......................................................................... 17
1.8 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN .................................................. 17
1.8.1 Movilización al sitio ..................................................................................... 18
1.8.2 Colocación del Manto de Protección y Antisocavación .............................. 18
1.8.3 Llenado de los Geotubos con Material Granular .......................................... 19
1.8.4 Diseño de la mezcla de llenado ..................................................................... 22
1.8.5 Reparaciones ................................................................................................. 22
1.8.6 Conexión entre Geotubos .............................................................................. 23
1.8.7 Terminación y cerrado de las Mangas de Inyección ..................................... 23
1.8.8 Levantamiento de los Geotubos después de su terminación. ........................ 23
1.8.9 Tolerancias .................................................................................................... 24
2. SISTEMA DE ASEGURAMIENTO Y CONTROL DE CALIDAD ...................... 24
2.1 PROPÓSITO .................................................................................................... 24
2.2 POLÍTICA ....................................................................................................... 25
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2.3 PLAN DE INSPECCIÓN Y ENSAYO ........................................................... 25
2.4 INFORME DE ACCIONES CORRECTIVAS ............................................... 26
2.5 PROCEDIMIENTOS E INSTRUCCIONES DE TRABAJO ..................... 27
2.6 RECEPCIÓN Y ALMACENAJE .................................................................... 28
2.7 FORMULARIOS DE REGISTRO .................................................................. 30
2.8 CONTROL DE ACTIVIDADES .................................................................... 33
3. CANTIDADES DE OBRA A EJECUTAR PARA EL ROMPEOLAS ................... 35
4. ANEXO SIMULACIÓN DEL PROCESO COSTERO ........................................... 36
5. CALCULO ANALITICO APROXIMADO ............................................................. 82
6. HOJAS TECNICAS DE PRODUCTOS .................................................................. 89
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1. I�TRODUCCIÓ�
Este documento contiene las Especificaciones técnicas de construcción para restablecer
ancho de playa frente al Hotel Isla Caribe, situado entre Playa Cardón y El Tirano en la Isla
de Margarita.
El origen de las acciones propuestas para la recuperación de la playa frente al hotel Isla
Caribe se remonta al año 2006, cuando en el área piloto El Tirano, con el objeto de la
implementación de la gestión Integral de Zonas Costeras (GIZC), se desarrolló mediante
técnicas de análisis grupal, bajo la dirección de los asesores cubanos del Convenio Cuba-
Venezuela, entre el 20 de Octubre y el 10 de Noviembre de 2006, un estudio para
recomendar las acciones necesarias para descontaminar la dársena pesquera del Tirano.
Se recomendó entre otras acciones, eliminar el Espigón que existía al Sur de la dársena, y
reorientar el espigón Norte de la dársena Pesquera. Estas acciones dieron como resultado la
descontaminación del área del Puerto Pesquero.
Para la puesta en práctica de esas acciones, se elaboró un proyecto de Ingeniería para
detectar posibles consecuencias sobre la línea de costa y medidas compensatorias a fin de
mantener el equilibrio en la línea costera de uso turístico.
La recomendación del proyecto de Ingeniería en aquella oportunidad fue la de establecer
una batería de rompeolas sumergidos simulando arrecifes artificiales, para disminuir la
energía de la rompiente al sur del Puerto pesquero y evitar la erosión en la línea de costa,
erosión que se produciría como consecuencia de la eliminación del Espigón sur, ya que los
sedimentos se trasladarían hacia la dársena pesquera, acelerando el proceso erosivo de la
línea de costa y sedimentando el área protegida de la dársena. Este proyecto no fue
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ejecutado por razones presupuestarias y se dejó para una segunda etapa que tampoco fue
ejecutada. La consecuencia fue que el proceso erosivo previsto, ocurrió antes de lo
esperado, y en la actualidad se ha planteado retomar el proyecto original debido a los
efectos adversos que ha ocasionado la excesiva erosión sobre el uso turístico de esas playas.
El Hotel Isla Caribe se ha visto afectado, así como toda la actividad turística del área,
igualmente la actividad de los pescadores se ha visto dificultada por la sedimentación en el
puerto y la dificultad de fondear los botes en aguas tranquilas. Vista estas circunstancias, el
Hotel Isla Caribe se decidió a tomar acción y encomendó la preparación del diseño de
ingeniería para la recuperación de la playa turística frente al Hotel. El día 28 de Junio el
Hotel isla Caribe ordenó el anticipo para la Ingeniería del Proyecto, y el 30 de Julio de
2011 se recibió la batimetría del sitio, la cual fue encomendada al Servicio de Hidrografía y
Navegación, Estación Hidrográfica de la Armada en Pampatar. Durante el Mes de Agosto
se ha venido desarrollando la ingeniería del proyecto, fundamentalmente lo referente a la
simulación del comportamiento de la línea de costa a 10 años, utilizando el módulo Génesis
de CEDAS (Coastal Engineering Design and Analysis System) del Cuerpo de Ingenieros y
el modelo SMC (Sistema de modelaje costero) de la Universidad de Cantabria, España.
La definición del proyecto a ejecutar ha sido acotada en función de la cantidad de material
disponible (180 m) para el trabajo, haciendo que el efecto sobre la costa sea lo más
eficiente posible. Sin embargo hay que tomar en cuenta que si el proyecto de remediación
de la erosión costera frente al hotel resulta satisfactorio, en un futuro debe continuarse la
obra para toda la longitud de la playa.
La protección de la playa deberá ir acompañada de alimentación artificial con arena
proveniente del dragado de la dársena del Puerto del Tirano con el fin de acelerar el
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proceso de recuperación de la playa, la arena para la alimentación artificial se puede
obtener del dragado parcial de la dársena pesquera del Tirano.
1.1 VISITAS AL SITIO DE LA OBRA
A comienzos del mes de Marzo del presente año se realizó la visita al área en compañía del
Sr Armando Pulgar Presidente, y representantes del Hotel Isla Caribe, la Ingeniera Belkys
Acuña, coordinadora del proyecto, la Ingeniera Graciela Hernández del Ministerio del
Poder Popular para el Ambiente, y el Sr Tomas Fortino, contratista de obra. En dicha
reunión se observó el estado de la playa, y se planteó el alcance necesario para reestudiar el
proyecto que se había elaborado en el año 2005 y se expuso la necesidad de elaborar un
nuevo levantamiento batimétrico, debido a que el existente ya no era utilizable debido a las
condiciones cambiantes en la línea de costa. De parte del Hotel Isla Caribe y de parte de la
Comunidad quedó la coordinación necesaria para solicitar a la Armada la nueva batimetría,
entregándose por parte del consultor, las especificaciones técnicas necesarias para la
solicitud de la batimetría al servicio correspondiente de la Armada. El Hotel Isla Caribe
acotó un presupuesto de materiales según su disponibilidad y se fijó un máximo de 180 m
de protección para ser distribuidos en rompeolas separados de la línea de costa según el
resultado que diera la simulación de la línea de costa utilizando las herramientas existentes
según el estado del arte de la Ingeniería Costera.
La tecnología propuesta fue la de utilizar una técnicas suaves de bajo impacto ambiental,
por lo cual, el Hotel Playa Caribe ordenó la adquisición de 9 Geotubos TC Nicolon de 20 m
de longitud y 45 pies de perímetro para ser llenados a una altura máxima de 2,50 m. El tipo
de Geotextil especificado es el GT 1000 M el cual es el más robusto de la serie Geotubos.
Estos Geotubos irán apoyados en mantos antisocavantes del tipo GT 500. Estos materiales
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ya llegaron al país y están almacenados en el Hotel. La altura de llenado vs el perímetro se
obtuvo con programa Geotube Simulator de Tencate cuya salida se muestra a continuación.
Salida del modelo Geotube Simulator
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El Geotubo seleccionado, parcialmente sumergido, suponiendo que emerge unos 30 cm
para mínimo impacto visual, tiene un factor de seguridad de Fs = 7,2 en la dirección axial
de máximo esfuerzo, lo cual se considera satisfactorio; puesto que se recomienda por la
fábrica un factor de seguridad mayor a Fs> 4, por otra parte tiene una base de contacto con
el suelo de 4,06 m y un ancho máximo de 5,57 m. El volumen solido alojado por la sección
es de 11,77 m3/m.
Algunos trabajos previos se estima pueden que ejecutarse de inmediato, los. Estos son:
1. Inspecciones subacuaticas de los espacios disponibles para la colocación de los
geotubos asegurándose que no existan rocas ni elementos punzantes en el lecho
marino donde se colocarán los Geotubos
2. Topografía de replanteo y sondeo detallado del sitio donde va cada Geotubo, estos
irán colocados a profundidad de 2,2 m donde el fondo esté libre de obstáculos.
3. Toma de muestras significativas del material de sitio para análisis granulométrico y
verificar su utilización en el llenado de los Geotubos.
1.2 DISEÑO DE LA SOLUCIO� DE PROTECCIÓ�
Un breve resumen de los análisis precedentes, los cuales soportarían a la Ingeniería y
Construcción de los rompeolas sumergidos para la recuperación de la playa, se presenta en
este informe.
Se retomó el concepto de protección planteado en el proyecto de saneamiento de la Dársena
de Pescadores del Puerto del Tirano, consistente en la construcción de rompeolas separados
de la línea de costa para formar salientes (hemitómbolos) que contrarresten la erosión en la
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costa y mantengan un ancho apropiado para la playa. Se trata de adaptar el proyecto a una
etapa inicial e inmediata para asegurar playa frente al Hotel Isla Caribe.
Hidráulicamente el propósito es, además de retener parte del arrastre de fondo transportado
por la corriente litoral para evitar la sedimentación en la dársena de pescadores, recuperar
el ancho de playa para uso turístico.
Es conocido que las obstrucciones costa afuera, tales como arrecifes o islas artificiales
causan en la línea de costa la formación de protuberancias, las cuales pueden ser salientes
(hemitómbolos) o tombolos, cuando el saliente se une a la obstrucción y queda unido a
tierra firme.
Este fenómeno ocurre debido a que la energía de ola disminuye por efecto de la ola
rompiente contra la obstrucción y consecuentemente se reduce la capacidad de transporte
de arena. Existen ecuaciones empíricas que describen el fenómeno. También se aplican
modelos matemáticos probados.
Las formas típicas de estas perturbaciones en la costa son las que se muestran a
continuación:
Formaciones típicas por una obstrucción frente a la playa
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Algunas ecuaciones empíricas se han formulado con la finalidad de tratar de describir el
fenómeno, pero en realidad es algo sumamente complicado por que intervienen numerosos
factores y además el mar es cambiante y su condición no se puede predecir, sobre todo
porque el oleaje real es una mezcla muy grande de frecuencias altura y direcciones de ola.
Algunas relaciones aplicables son las que se muestran en la tabla siguiente:
Relaciones empirícas según estado del arte, 2011
Sin embargo con ayuda de modelos matemáticos se hacen estimaciones cualitativas de lo
que puede ocurrir en la realidad cuando se utiliza una estructura costa afuera con la
intención de ganar playa.
Para el caso de la playa frente al Hotel Playa Caribe, se utilizó el uso de CEDAS y el
módulo Genesis (Generalized model for simulation shoreline) de CEDAS, el cual es un
modelo matemático desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE UU,
NEMOS (Nearshore evolution modeling System) provee el espacio para la aplicación de
los modelos numéricos del Cuerpo de Ingenieros, dentro de este espacio la información de
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oleaje costa afuera es analizada, filtrada y caracterizada estadísticamente para importarla a
un modelo de 2D en profundidades someras sobre una batimetría irregular y simular la
transformación del oleaje y de la línea de costa. La aplicación del modelaje costero se
realizó con la participación de personal experto venezolano que participó en el proyecto
presentado en 2006 el cual no fue ejecutado. Las personas que ejecutaron la simulación
fueron:
Dr. Dorki Padrón UDO
Oceanógrafa Ruth Torres
Ing. Jose Bermúdez
El modelaje matemático tiene la limitación que debe disponerse de data confiable para
poder obtener resultados razonables, y tiene la ventaja de poder estudiar muchas opciones
en un corto período de tiempo. En el caso de la playa del Hotel Isla Caribe, se estudiaron
varias opciones posibles, considerando diversas combinaciones de rompeolas limitados a
un total de 180 m de rompeolas. Las más notorias de las soluciones estudiadas se presentan
esquemáticamente en anexo. La solución seleccionada es la de construir dos rompeolas
separados 70 m de la costa, uno de 120 m y otro de 60 m, entre los dos cubren la longitud
de geotubos disponibles. Los Geotubos estarán situados fuera de la ola rompiente, a una
profundidad entre 2 y 2,50 metros, sobre un fondo libre de obstáculos punzantes y piedras.
La distancia de separación entre rompeolas estará cercana a los 100 metros, haciendo la
salvedad de que durante la batimetría no se determinó el pelo de agua referido al nivel
medio del mar mediante regla de mareas, o al menos no se suministró la información. Sin
embargo esto no afecta la ejecución del proyecto habiéndose preparado el correspondiente
plano de replanteo con la ubicación del rompeolas para proceder a su construcción según
estas especificaciones técnicas.
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1.3 UBICACIÓN DE LA OBRA
La ubicación de la obra es la playa El Tirano, frente al Hotel Isla Caribe, Estado nueva
Esparta, Isla de Margarita, Municipio Antolín del Campo.
A continuación se presentan un esquema preliminar presentado para la estimación de los
materiales necesarios. Inicialmente se trabajó con una longitud de Geotubos de 135 m y se
había diseñado, en función de esa longitud, pero después de la revisión se rehízo el análisis
utilizando 9 Geotubos de 20 m para una longitud de protección de 180 m, compuesto por
dos rompeolas. Los Geotubos deberán se rellenados con arena hasta la altura de 2 a 2,50 m
de forma tal de que el tope quede ligeramente fuera del nivel medio del mar y no haya un
impacto visual inconveniente, solo se vería la espuma de la rompiente en el sitio.
Salida de modelo CEDAS con protección de 180 m. Un rompeolas de 120 m y uno de 60 m
separados 100 m entre ellos
Efecto sobre la costa a 10 años
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Nota: sobre la interpretación de las imágenes de la simulación:
Hay que considerar que el efecto que se muestra es cualitativo en lo referente al efecto que
se tiende a causar sobre la costa, Por ejemplo donde aparecen socavaciones extremas sobre
puntos duros, casos del rompeolas norte y la antigua posición del rompeolas sur, lo que se
muestra es una tendencia, no quiere decir que el rompeolas norte vaya a colapsar, lo que
sucede es que el programa considera una costa arenosa susceptible a degradación.
1.4 DESCRIPCIO� DEL CO�CEPTO SELECCIO�ADO
El concepto de rompeolas a nivel del mar en la playa del Hotel Isla Caribe, Este, es en base
a la tecnología conocida como Geotubos®, los cuales son contenedores fabricados con
Geotextiles especiales que se rellenan con arena de sitio. Se colocaran geotubos de 20 m de
longitud, perímetro 13,71 m uno a continuación del otro hasta alcanzar la longitud total de
180 m. El mejor efecto se logra colocando dos rompeolas uno de 120 m y otro de 60 m. Los
Geotubos estarán colocados sobre un manto anti-socavación para evitar el hundimiento
excesivo del geotubos en el lecho del mar. Se entregará al contratista antes de comenzar la
obra, estas especificaciones y un plano para el replanteo de la ubicación del rompeolas. El
contratista elaborará su cotización en base a lo descrito en este documento. Es importante
ejecutar la obra no más allá del mes de octubre, durante los días de buen tiempo y oleaje
suave. Los meses desde Noviembre a Marzo no son convenientes para realizar el trabajo
desde el punto de vista de la condición del mar, además coinciden con temporadas
turísticas.
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Dos rompeolas, uno de 120 m y otro de 60 m
1.5 ALCA�CE DE ESTE I�FORME
Este documento se elabora para que el contratista prepare la oferta montaje de los
Geotubos y para el uso del personal encargado del montaje del rompeolas con Geotubos®.
Este informe cubre las especificaciones para la construcción del rompeolas con Geotubos®.
1.6 DESCRIPCIÓ� DE TEC�OLOGÍA DE GEOTUBOS
Una breve descripción del término GEOTUBO® es la siguiente: Los Geotubos son una
patente de TC Nicolon (TCMirafi-TCNicolon-Miratech), la cual es una de las más
prestigiosas firmas de GEOSINTETICOS que produce desde hace varios años, avanzadas
aplicaciones de GEOTEXTILES a la Ingeniería Marítima y Costera.
Entre ellos una extensa gama de geotextiles tejidos y no tejidos (woven y non woven), y
aplicaciones especiales como los geotubos, geocontainers y geobolsas para obras
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marítimas, ambientales e hidráulicas, así como los productos geosintéticos para refuerzo de
suelos.
La aplicación de tecnología de GEOTUBO® permite un ahorro sustancial en tiempo y
dinero para obras marítimas, espigones, rompeolas sumergidos y escolleras para
estabilización de rellenos, razón por la cual se proponen para la obra de protección de la vía
Santa Marta Río Palomino. Los GEOTUBOS® comprados para el proyecto de
recuperación de playa, son contenedores de gran tamaño para ser rellenados con arena del
lugar. Tienen 20 metros de longitud y 13,71 metros de perímetro. Al llenarse el
GEOTUBO® de arena hasta 2,50 m estimado, su sección final adquiere una forma casi
elipsoidal achatada en el fondo, de ancho de unos 6 metros, teniendo un volumen de 11,75
m3/m, lo cual para la longitud de 20 metros da un volumen cercano a los 235 m3 por cada
Geotubo. El peso de este elemento asumiendo una densidad del relleno drenado de 1,6
Ton/m3 será de 376 toneladas métricas, lo cual garantiza su estabilidad contra cualquier
condición de corriente u oleaje.
Asumiendo conservadoramente una concentración de sólidos en la mezcla agua y arena de
7 %, para rellenarlos Geotubos de 20 metros de longitud a 2,50 m de altura, será necesario
bombear aproximadamente unos 3357 m3 de mezcla de arena y agua dentro del Geotubo,
ya que la bomba de lodos tendrá una concentración de sólidos entre 5% al inicio y no
mayor del 10% al final (asumimos 7%). Una vez drenada el agua de la mezcla, quedará un
volumen neto aproximado de arena dentro del Geotubo igual a 235 m3.
Con las piezas de 20 metros de longitud se puede armar la longitud deseada de dique, de
acuerdo con el diseño final seleccionado. En el caso que nos ocupa, 9 Geotubos de 20 m de
longitud en línea harán 180 m de rompeolas a ser colocados según alineamiento final a
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establecer en el plano de Ingeniería de Detalle, distribuidos en dos rompeolas uno de 120 m
y otro de 60 m.
Anteriormente se mostraron los datos de la salida del programa Geotube® Simulator
donde, con los valores de densidad de la mezcla y los datos de dimensión del Geotubo se
calculan los esfuerzos y llenado máximo y el coeficiente de seguridad, igualmente se
obtiene la forma geométrica obtenida después del llenado hasta la altura especificada.
1.7 CO�DICIÓ� DE A�CLAJE
Los Geotubos en contacto con el suelo, se asientan sobre un tapete antisocavación, que
tiene como función evitar que el material fino de la base se escape y el Geotubo se hunda
en el suelo arenoso.
Antes de iniciarse el proceso de llenado, el tapete antisocavación está previamente anclado
al terreno, para posteriormente recibir al Geotubo®, la condición de anclaje del Geotubo
con su máxima capacidad es la de un elemento simplemente apoyado, donde el tapete
antisocavación sirve para evitar el escape de finos y por tanto el hundimiento por efectos de
socavación local producida por la corriente y el oleaje en la rompiente.
1.8 PROCEDIMIE�TO DE CO�STRUCCIÓ�
El procedimiento para el montaje de los Geotubos será el siguiente, se recomienda que esta
operación sea realizada por personal experto o bajo la supervisión de éste, hasta tanto no se
haya cumplido la curva de aprendizaje.
La rutina de instalación será en principio la siguiente:
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a. Movilización al sitio del personal y equipos
b. Inspección y limpieza de posibles obstáculos punzantes que pudieran encontrarse en
la base de asiento de los Geotubos.
c. Preparar la base de asiento razonablemente horizontal
d. Replanteo del alineamiento de los Geotubos según lo indicado en el plano de
proyecto.
e. Montaje del tapete antisocavación
f. Montaje del Geotubo
1.8.1 Movilización al sitio
Se movilizará el personal y equipos, existe el acceso hacia la playa que puede ser
acondicionado para bajar la bomba de dragado y montarla sobre un elemento flotante que
permita su manipulación durante el dragado, o desde tierra firme si las condiciones lo
permiten.
1.8.2 Colocación del Manto de Protección y Antisocavación
Una vez efectuada la inspección submarina en el sitio de colocación, se decidirá si los
posibles obstáculos existentes pueden ser removibles. La inspección conjuntamente con la
contratista en la obra, colaborará para tomar la decisión. En caso eventual que sea un
obstáculo que se considere imposible mover, se procederá a reubicar levemente la
estructura y a re-estimar el alineamiento del dique, consultando previamente la opinión del
proyectista.
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Primero se coloca el manto anti-socavación sobre el fondo nivelado y limpio
El manto se coloca antes del geotubo cubriendo el ancho del tapete diseñado, donde
asentará el Geotubo. Existen unos ojales que pueden servir para fijarlo templado que no
queden arrugas. A través de los ojales se pasa la cuerda que va amarrada a un ancla
artesanal (Rezón) hecha con cabillas dobladas, de las mismas que utilizan los pescadores
artesanales. Una vez que el Manto ha sido desplegado, posicionado y asegurado mediante
el llenado le los lastres laterales, se desplegará el Geotubo. Para desplegar y abrir el
Geotubo y el Manto Antisocavación se aprovecha el tubo en donde viene enrollado de
fábrica.
Los tubos de geotextil deben ser desenrollados en su posición definitiva con las bocas de
alivio y de inyección mirando hacia arriba y alineados con el eje de su posición definitiva.
Esta alineación final se ejecuta con el auxilio de las estacas de sujeción y anclas.
1.8.3 Llenado de los Geotubos con Material Granular
Para proveer balasto adecuado al manto, se ha colocado en sus extremos un tubo de anclaje
de pequeño diámetro. Estos tubos de balasto se rellenan con el mismo material granular
previsto para los geotubos. Para su relleno se utilizará una bomba pequeña de dragado o de
carato (slurry) .El bombeo se realiza a través de bocas de llenado prefabricadas o
descosiendo parte del tubo de balasto. Los mantos de geotextil GT-500 deben ser
instalados colocándolos en su posición definitiva asegurados mediante cabos a anclas.
Deben colocarse suavemente en el fondo aprovechando los tubos de balasto fabricados en
sus extremos. Durante su colocación debe evitarse y verificarse que no queden arrugas o
solapes que pueden producir tensiones indeseables o un comportamiento no deseado de los
mantos de antisocavación.
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Los bordes internos de los mantos deben solaparse en una longitud no menor de un metro.
El manto de geotextil puede reutilizarse en caso de requerirse su relocalización, previa
inspección y aprobación del ingeniero inspector.
Después que el manto ha sido colocado se procede al llenado de los geotubos. Los geotubos
deben ser colocados sobre los mantos en continuo contacto con ellos y de modo que el eje
central inferior de los geotubos coincida con el centro del solape de los mantos. El proceso
del llenado de los geotubos es más complejo que el de llenado de los balastos del manto. La
manguera de llenado y la boquilla de carga deben ser colocadas en la manga de llenado de
inyección del barro. El tubo que conforma la boquilla de inyección tiene un diámetro
máximo de seis pulgadas. Antes de proceder con el llenado la boquilla debe asegurarse en
posición vertical mediante la utilización de un aparejo adecuado u otro medio apropiado
para colgarla. La tubería que conforma la boquilla debe asegurarse a la manga de llenado
amarrándola con cuerdas de nylon.
Las bocas de inyección provista por el fabricante, localizada en el eje superior del geotubo,
también tienen la función de servir de válvulas de alivio del exceso de agua en el carato de
inyección. Muchos factores influyen en la secuencia y número de bocas de inyección a
utilizar durante el proceso de llenado: características del material granular, diámetro del
tubo de inyección, volumen de descarga de carato de las bombas de dragado o inyección y
particularmente de la cantidad de agua del carato.
Dependiendo de estos factores una de las mangas de llenado no será utilizada.
Para el llenado de geotubos de 20 m de largo, es suficiente el uso de una sola manga de
llenado. Se utiliza la ubicada en un extremo, utilizándose la manga del otro extremo,
manteniéndola abierta, como boca de alivio; las otras mangas deben amarrarse y dejarse sin
uso. El contratista debe iniciar el llenado del primer geotubo utilizando gastos de mezcla de
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arena y agua bajos, del orden de los 200 galones por minuto y una presión no mayor de tres
libras por pulgada cuadrada (0,21 Kg/cm2).
Una vez conocido el comportamiento del geotubo y se logre la pericia de los operadores del
sistema para la inyección, se pueden aumentar los gastos y la presión de llenado para
lograr los rendimientos planificados. La presión de llenado máxima permisible es de cinco
libras por pulgada cuadrada (0,35 Kg/cm2). Si se logra un gasto de llenado del orden de 600
galones por minuto (31,85 litros/seg.) una vez estabilizada la operación, se puede mantener
un rendimiento estándar adecuado por cada equipo. La boca de inyección puede estar
provista de una ”Y” con válvula de alivio para graduar las presiones de inyección, esto en
el caso de utilizar una bomba muy potente como por ejemplo una bomba de draga mayor,
pero lo mas conveniente es llenar los Geotubos con un equipo menor; puede ser una bomba
de para lodos tipo Toyo o similar o una bomba centrifuga como la que usan los mineros con
alabes y carcaza de material resistente a la abrasión, accionada por motor a gasolina.
La operación de llenado debe ejecutarse en forma progresiva a lo largo del geotubo desde
un extremo hasta el otro. La cantidad de material requerido en cada sección se determina
por la altura y ancho indicado en los planos de construcción.
Deberá mantenerse una inspección continua de los anchos y alturas de llenado
El proceso de llenado se inicia después de haber efectuado la conexión adecuada de las
bocas de inyección con las mangas de llenado, haber cerrado las mangas que no se usarán y
haber mantenido abierta la manga que funcionará como alivio.
Para el primer Geotubo puede probarse un llenado inicial con agua, lo cual permite una
distribución uniforme de los sólidos dentro del geotubo. La introducción de sólidos con
agua o mezcla agua-arena empuja el agua excedente por las mangas que se mantienen
abiertas y sirven de bocas de alivio. Los sólidos se sedimentan en el fondo remplazando
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gradualmente el agua existente. Los geotubos se deben monitorear dos semanas después de
completarse su colocación. Este monitoreo tiene por fin detectar asentamientos o
movimientos del geotubo y eventuales fallas de las costuras o rupturas menores del
geotextil
1.8.4 Diseño de la mezcla de llenado
Las bombas de lodo convencionales y la ejecución de trabajos de dragado han dado como
experiencia valores de concentración de sólidos que no sobrepasan el 10 %. En el caso de
llenado de Geotubos se recomienda comenzar con una concentración baja no mayor del 5%
y luego ir aumentando hasta los valores máximos que puedan obtenerse según el material a
bombear. Se estima que estos valores no serán superiores al 10%. Para los valores de
mezcla mencionados se estima que será necesario bombear alrededor de 3357 m3 de barro
para el relleno de cada Geotubo de 20 metros de longitud.
1.8.5 Reparaciones
Las áreas dañadas o con defectos deben repararse de acuerdo a como se indica en estas
especificaciones.
Las reparaciones se ejecutan utilizando parches del mismo tipo de geotextil del tamaño
adecuado para garantizar un mínimo de 45 cm. mas allá de las orillas del daño o defecto.
Los parches de reparación se fijan mediante costura que deben cumplir con las mismas
especificaciones de las originales del geotubo. La costura se realiza alineando las líneas de
fabricación de los geotextiles del parcho y del tubo. Los geotextiles que a juicio del
ingeniero inspector no son reparables deben sustituirse por nuevos.
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1.8.6 Conexión entre Geotubos
El proyecto prevé varios geotubos contiguos para formar el rompeolas sumergido de 180 m
de largo. Estos se llenarán en una secuencia. Los geotubos subsecuentes se colocan contra
el extremo del geotubo ya completado, los geotubos son del tipo “flat end” (junta plana) por
lo cual no hay pérdida por solape. En resumen se puede definir como solape simple.
En los sitios donde los geotubos no pueden quedar tangentes cara a cara puede quedar una
abertura entre los mismos, esto no afecta la funcionalidad de la obra.
1.8.7 Terminación y cerrado de las Mangas de Inyección
Después de terminar de llenar cada Geotubo, las bocas de llenado y alivio deben cerrarse
apropiadamente a fin de evitar que la corriente pueda abrirla y perderse algo de material, el
procedimiento correcto con el nuevo diseño de boca de llenado es mas sencillo ya que
viene con una brida que se ajusta con tornillos
Los Geotubos® rellenos y cerrados continuarán perdiendo agua hasta la consolidación final
del material granular utilizado.
1.8.8 Levantamiento de los Geotubos después de su terminación.
Se ejecutará un levantamiento topográfico de los geotubos después de cinco días de su
terminación para determinar:
• Su perfil longitudinal con la precisión que permita el trabajo bajo agua, 20 cm
centímetros seria aceptable, un punto cada cinco(5) metros
• Secciones transversales del geotubo y fondo del mar cada 10m (en sus
extremos y en el centro) extendiéndose 5 m mas allá de los tubos de balasto de
los mantos.
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Estos perfiles y secciones formarán parte de los registros de calidad y deberán cumplir con
estas especificaciones.
1.8.9 Tolerancias
Para las obras de Geotubos puede admitirse una tolerancia de 60 cm en el alineamiento del
un Geotubo de 20 m. En realidad no hay una importancia estructural ni estética, pero se
recomienda no exceder los 60 cm. para que la línea del rompeolas presente un acabado
uniforme.
2. SISTEMA DE ASEGURAMIE�TO Y CO�TROL DE CALIDAD
2.1 PROPÓSITO
Este parte del proyecto establece el programa del control de la calidad para proporcionar la
vigilancia necesaria, inspecciones y pruebas de los aspectos del trabajo, incluyendo la de
proveedores y subcontratistas que asegurarán el cumplimiento de todo el trabajo de acuerdo
con las especificaciones aplicables y planos relacionados, materiales, mano de obra,
construcción, desempeño funcional e identificación de la obra.
El Sistema de la Inspección logrará los objetivos siguientes:
Será dirigido por personal competente con la experiencia suficiente y autoridad para
controlar fundamentalmente la calidad de los trabajos en sitio y la preparación de los
mismos.
Incluirá los procedimientos y la documentación adecuados para satisfacer tanto al cliente
como al contratista de obra y a la inspección de la obra.
Estará estructurado para ajustarse a las necesidades y prácticas tradicionales de ejecución
de trabajos de este tipo, pero será también lo suficientemente flexible como para ajustarse a
las condiciones particulares del sitio de trabajo y requisitos necesarios.
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2.2 POLÍTICA
El Contratista., mediante la utilización de un sistema del control de la calidad, se deberá
esforzar por obtener resultados uniformes y de alta calidad en todas las fases de procura,
fabricación, construcción e instalación de los geotubos. A fin de asegurar esto, se
observarán los siguientes principios:
� Asegurar la calidad más alta manteniendo instrucciones escritas y supervisadas,
procedimientos y prácticas que gobiernen la calidad y estableciendo con claridad y bien
definidas las responsabilidades y la autoridad.
� Amoldarse y cumplir con todos los requisitos contractuales, especificaciones, normas
aplicables y el Plan de Inspección y Ensayos. Mantener registros precisos, los
certificados de inspección y pruebas y cualquier otra documentación que se requiera.
� Notificar a la dirección del proyecto y a la gerencia de construcción de las discrepancias
de calidad con el objeto de tomar las acciones correctivas inmediatas. Asegurar que la
acción correctiva se implemente adecuadamente.
2.3 PLA� DE I�SPECCIÓ� Y E�SAYO
Actividad Instrucción de Trabajo
No Autorización Aprobado por
Elaborado por
Verificado por
Gerente Cliente
Actividades Preliminares 0101 Preparación de la Superficie 0102 Instalación de los Geotubos 0103
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Monitoreo después de la instalación
0104
Aspectos de Seguridad 0105
2.4 I�FORME DE ACCIO�ES CORRECTIVAS
NO CONFORMIDAD (1)
CAUSAS
(2)
RESPONSABLE
(3)
ACCIONES CORRECTIVAS
PROPUESTAS
(4)
FECHA
IMPLANTACION
(5)
- No Conformidad: Descripción de la situación de no incumplimiento con una
especificación. Se debe indicar si se puede mejorar el proceso de construcción para
evitar el tipo de no conformidad
- Causas: Descripción breve de las causas de la no conformidad.
Responsables: Las personas encargadas de implantar las acciones.
- Acciones Correctivas: Acciones propuestas para corregir el defecto o la instrucción de
rehacer la parte de obra defectuosa
- Fecha de Implantación: Fechas en la que las acciones estarán implantadas y podrá
verificarse su ejecución.
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2.5 PROCEDIMIE�TOS E I�STRUCCIO�ES DE TRABAJO
Control de la Construcción en sitio
El encargado del Control de la calidad realizará las inspecciones y ensayos suficientes en
todos los tipos de trabajo incluyendo los de los subcontratistas para asegurar la
conformidad a las especificaciones aplicables y planos con respecto a los materiales,
calidad de mano de obra, construcción, acabado, desempeño funcional e identificación.
En principio, se realizarán tres tipos de inspecciones:
A. Inspección preparatoria:
Realizada antes del inicio de cualquier actividad definida de trabajo.
(1) Revisión de los requisitos del contrato.
(2) Verifique para asegurar que todos los materiales y/o equipos están disponibles y se han
aprobado como es requerido.
(3) Examine el área de trabajo para asegurar que todo el trabajo preliminar ha sido
cumplido.
B. Inspección inicial:
Realizada tan pronto una porción representativa particular de trabajo haya sido cumplida.
(1) Chequear que cumple con los documentos del contrato.
(2) Revisión de los ensayos de control.
(3) Verifique el uso de materiales defectuosos o dañados.
(4) Verifique si existen omisiones.
(5) Verifique los requisitos dimensionales.
C. Inspecciones de seguimiento :
(1) Asegurarse del continuo cumplimiento con los planos y especificaciones del
contrato.
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2.6 RECEPCIÓ� Y ALMACE�AJE
La inspección de materiales recibidos en forma permanente la realizará el Inspector de la
Obra y Control de la Calidad u otro personal del contratista, la inspección visual
comprenderá:
- Identificación
- Daños
- Integridad
- Evidencia de aceptación anterior
- Que la documentación es la apropiada y está completa.
Los resultados de la inspección de recepción se registrarán en un informe.
Inspección fuera de sitio
Los equipos y partes suplidas o fabricadas fuera del sitio se inspeccionarán como sea
necesario para asegurar el cumplimiento de todos los requerimientos contractuales, de los
planos y las especificaciones se cumplen y se mantienen para entregar productos de
calidad. Se notificará a los suplidores y fabricantes de cualquier deficiencia
Documentación de la inspección
El Inspector de Obra mantendrá registros actualizados de todas las inspecciones y ensayos.
Estos incluirán evidencia objetiva de que se han realizado las inspecciones y pruebas
requeridas, incluso el tipo y número de inspecciones y pruebas involucrados; los resultados
de inspecciones o pruebas; la naturaleza de los defectos, las causas para el rechazo, las
acciones correctivas propuestas; acciones correctivas tomadas. Los registros del contratista
cubrirán tanto los defectos como las conformidades.
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Planos Contractuales
Los planos de la obra, las órdenes de trabajo y órdenes de cambio para construcción serán
entregados por la Gerencia o Inspección de Obra, quien mantendrá ésta información técnica
al día, actualizando las revisiones a medida que se realicen.
Certificación de Materiales
Las copias de todas las órdenes de compra o de los subcontratos que requieren inspección
de recepción deben ser entregadas al Gerente del Control de la calidad para propósitos de
registro y control de la recepción. Cuando la orden de compra requiera certificación del
vendedor de materiales, equipo o suministros, tal certificación se verificará desde el punto
de vista de la exactitud y conformidad y puede usarse en lugar de un ensayo para certificar
esas propiedades cubiertas por la certificación.
Calibración de los equipos
Todos los equipos de medición y ensayos suplidos por el contratista serán calibrados y
adecuadamente mantenidos.
A. Los equipos sólo serán operados por aquellas personas directamente responsables
por el equipo.
B. Cada pieza del equipo será verificada desde el punto de vista de la exactitud con
la frecuencia recomendada por el fabricante. La calibración requerida y las
pruebas del equipo serán realizadas por un laboratorio certificado.
Inspección final
Antes de la inspección final la obra deberá ser examinada y aceptada por la gerencia de
control de calidad. Después de su aceptación, se puede proceder con la inspección final.
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2.7 FORMULARIOS DE REGISTRO
El personal calificado del contratista ejecutará todas las pruebas como se indica en las
especificaciones del contrato usando las normas apropiadas u otros métodos aprobados.
Cuando una parte importante de obra ha sido completada, se debe hacer una inspección
preliminar. Cualquier trabajo que requiera acción correctiva, será verificado mediante
inspecciones de seguimiento.
Se usarán los siguientes códigos de inspección en la columna de inspección de las listas de
verificación:
A. Aprobado
B: Aceptado con comentarios; para ser mejorado en trabajos subsecuentes
C: Comentarios; se requiere reinspección
D: No puede empezarse la siguiente fase sin antes tomar una acción correctiva.
E: Rechazado; debe tomarse una acción correctiva inmediatamente antes de proceder
con el trabajo.
F: Trabajo no completado todavía.
G: Parte no verificada.
Reporte de Control de calidad del Contratista
Contrato:______________________ Contrato No.
Fecha:
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Subcontratista y área de responsabilidad para el trabajo realizado
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
H.
I.
Trabajo realizado hoy:
(Indique la ubicación y descripción del trabajo realizado. Refiera si el trabajo es
realizado por el Contratista Principal y/o un subcontratista
Tipo y Resultados de la inspección:
(Indique cuando es: p—Preparatoria, I—Inicial, o S—de Seguimiento e incluya si el
trabajo ha sido completado en forma satisfactoria o las deficiencias con las acciones
correctivas a ser ejecutadas.)
Reporte de control de calidad del contratista
Contrato___________: Contrato No.___________ Página 2
Fecha:
3. Ensayos requeridos de acuerdo con los planes y / o las especificaciones y
resultados de los ensayos:
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4. Instrucciones verbales recibidas:
(Haga una lista de cualquier instrucción dada por el personal del cliente sobre las
deficiencias de construcción, repetición de ensayos, etc., con la acción a ser tomada.)
5.Observaciones:
(Cubra cualquier conflicto en planes, especificaciones o instrucciones: la
aceptabilidad de materiales entrantes, el progreso del trabajo, retrasos y días no
trabajados con las razones para los mismos.)
6.Seguridad:
(Incluya cualquier infracción de seguridad de acuerdo al plan aprobado, al manual de
seguridad o a instrucciones del personal del cliente. Especifique acción correctiva
tomada.)
Certificación del Contratista:
(Yo certifico que el informe anterior está completo y correcto y que todo el material y
equipos usados, trabajo realizado y los ensayos ejecutados durante el período cubierto
por este informe, estuvieron en estricto cumplimiento con las condiciones y
especificaciones del contrato excepto las aclaratorias respectivas.)
Representante del contratista:
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2.8 CO�TROL DE ACTIVIDADES
I�STRUCCIÓ� DE TRABAJO: Actividades Preliminares Instrucción de Trabajo �o 0101 Coordinador de Calidad
Actividad Responsable Criterio de Aceptación
Comentarios
1. .Revisar los documentos de certificación de calidad de los geotubos. Las costuras y el geotextil deben cumplir los requerimientos de las Especificaciones
Coordinador de Calidad y/o
Jefe del Almacén
N/A
2. Verificar el Replanteo de la ubicación de los geotubos y marcar su posición con boyas de alineación o relativa a los pilotines auxiliares de amarre
Topógrafo de la obra
Ingeniero de la obra
60 cm de tolerancia por cada Geotubo en tierra y 1m , en los que están en agua
3. Verificar la granulometría del material de relleno y su densidad seca, la arena recomendada es la del depósito al este del muelle de construcción.
Ingeniero de Obra Máximo 15% que pasa el tamiz No40
4. Revisar el Alcance de las obras incluido en la Propuesta y preparar el Programa y Plan de Ejecución. Discutir con el cliente y obtener la aprobación por escrito del Programa y Alcance.
Gerente del Proyecto y Planificador
N/A
I�STRUCCIÓ� DE TRABAJO: preparación de superficie Instrucción de Trabajo �o 0102 Coordinador de Calidad
Actividad Responsable Criterio de Aceptación
Comentarios
1. Revisar el terreno de asiento de los Geotubos, este debe quedar lo más horizontal que se pueda en la sección transversal del Geotubo una vez abierta la cajuela de apoyo. No debe haber peñones grandes ni objetos punzantes en la base.
El terreno deberá estar limpio de árboles y ramas arrastradas por la corriente.
Topógrafo de la obra
Ingeniero de la obra
Reporte de Ingeniero de la obra
2. Para los Geotubos en agua verificar usando mascarilla y snorkel que el fondo del mar este limpio de peñones u objetos punzantes, si los hay deben removerse.
Verificar la horizontalidad en el ancho de los 6 metros del Geotubo, medir la diferencia de cota que pueda haber en los 6 metros de ancho del Geotubo e informar al Ingeniero de la obra para que decida si refuerza el anclaje temporal durante la construcción
Topógrafo de la obra
Ingeniero de la obra
Reporte del Ingeniero de la obra
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I�STRUCCIÓ� DE TRABAJO: Instalación de los Geotubos Instrucción de Trabajo �o 0103 Coordinador de Calidad
Actividad Responsable Criterio de Aceptación
Comentarios
1. Verificar que el manto esté posicionado correctamente.
Rellenar los tubos de balasto con arena para hundir el manto en el fondo
Verificar que el manto se hundió suavemente y quedó sin arrugas o dobleces,
Verificar el solape de los bordes interiores de los mantos
Verificar que lo mantos se extienden por lo menos 3m más allá del extremo inferior de los geotubos
Buzo Inspector , ingeniero de obra
Buzo Inspector
60 cm de tolerancia en tierra y 1 metro en agua
N/A
N/A
No menor de 1m
2. Verificar que los geotubos son colocados sobre los mantos en continuo contacto y alineado correctamente
Buzo Inspector 60 cm de tolerancia
3. Verificar, luego de lleno de agua que el alineamiento y posición del eje superior es correcta
Ingeniero de Obra Se acepta 60 cm de tolerancia en tierra y
1m en agua
4. Verificar el amarre adecuado del tubo de llenado y la manga de inyección. Verificar la presión de llenado Verificar que las mangas de alivio están abiertas
Ingeniero de obra
La presión máxima es de 5 psi
5. Verificar La altura del llenado hasta la cota indicada en los planos.
Ingeniero de Obra
Tolerancia 10cm
6. Verificar el cierre de las mangas de llenado y de alivio Ingeniero de Obra N/A
7. Verificar después de 2semanas las condiciones del geotubo y su asentamiento. Si existen fallas en las costuras o rupturas deben ser reparados y rellenados hasta la altura especificada.
Buzo de Obra Reportar el asentamiento
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3. CA�TIDADES DE OBRA A EJECUTAR PARA EL ROMPEOLAS
�o Descripción Unidad Cantidad
1 Traslado de Geotubos y mantos
antisocavación desde el almacén al sitio de instalación
Piezas
9
2 Colocación de mantos antisocavación
Piezas 9
4 Colocación y llenado de Geotubos Piezas 9
5 Relleno estimado dentro de cada Geotubo
M3 235
6 Cantidad aproximada de mezcla a
bombear por cada Geotubo M3 3357
7 Terminación de obra limpieza SG 1
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4. A�EXO SIMULACIÓ� DEL PROCESO COSTERO
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MODELOS NUMÉRICOS
1. Modelos a Corto Plazo
MODELO COPLA (corrientes en rotura en playas)
Los programas Copla-MC y Copla-SP forman parte del “Modelo Integral de
Propagación de Oleaje, Corrientes y Morfo dinámica en Playas” (MOPLA). Los
modelos Copla-MC y Copla-SP, son modelos numéricos que resuelven las
ecuaciones de flujo dentro de la zona de rompientes. Toman como datos de
entrada aquellos datos de salida del campo de oleaje calculado a partir de los
modelos Oluca-MC y Oluca-SP respectivamente. Estos modelos se basan,
fundamentalmente, en la resolución de las ecuaciones promediadas del
movimiento y la ecuación de la continuidad. La técnica de resolución numérica
más utilizada es en diferencias finitas, especialmente, esquemas de tipo implícito,
dado que éstos reducen las inestabilidades numéricas (ver manuales de
referencia, G.I.O.C.,2001).
El modelo bidimensional de corrientes en playa se deduce de las
ecuaciones de Navier- Stokes. Se integran estas ecuaciones en la profundidad y
se promedian en un período de tiempo (en la escala del oleaje) en un sistema de
coordenadas localizado en el nivel medio del mar. De esta forma se obtienen las
ecuaciones de continuidad (ver ecuación 2) y de cantidad de movimiento (ver
ecuación 3 válida para el eje x).
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Dónde:
h = desplazamiento de la superficie libre.
H = h+h.
U = componente media de la velocidad en el eje x.
Sij = componentes del tensor de radiación (donde i = x,y; j = x,y).
C = coeficiente de Chezy (rugosidad de fondo).
Є = “eddy viscosity” (viscosidad de remolino).
2. Modelos a Largo Plazo
MODELO GENESIS
El modelo GENESIS (“Generalized Model for Simulating Shoreline Change”,
Hanson & Kraus, 1989), es un modelo numérico para la predicción del cambio de
la línea de costa a largo plazo (1-100 meses) y a gran escala (1-100 km). También
se ha denominado Teoría de Una Línea (One Line Theory, OLT) para la predicción
de la línea de costa. El movimiento de sedimentos debido al oleaje puede
clasificarse en dos tipos, según su dirección: transporte longitudinal, a lo largo de
la línea de costa, y transporte transversal, perpendicular a ella. Para predicciones
a largo plazo, se puede asumir que el cambio de la línea de costa es debido al
cambio en la tasa del transporte longitudinal.
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El modelo GENESIS permite simular los cambios espacio-temporales de la
línea de costa debido a diferencias en el transporte longitudinal. Es especialmente
adecuado para determinar el efecto de espigones, diques exentos, aportaciones
puntuales de sedimento (descargas fluviales), rellenos, etc. La hipótesis básica del
modelo es que el perfil se traslada en la dirección perpendicular a la línea de costa
paralelamente así mismo hasta una profundidad denominada de cierre, por debajo
de la cual el perfil ya no cambia (ver Figura 3).
Figura 3. Vista en perfil y en planta del esquema de funcionamiento del GENESIS.
La ecuación de continuidad del sedimento que gobierna la posición de la
línea de costa es la ecuación 4:
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Dónde:
y: Posición de la línea de costa (y en la ).
DC: profundidad de cierre, o límite de la zona activa de transporte longitudinal de
sedimentos. Q: caudal de transporte longitudinal de sedimentos.
q = qs+q0.
qs: caudal de sedimentos por unidad de longitud que entra en el área de control
por el lado de tierra.
q0: caudal de sedimentos por unidad de longitud que entra en el área de control
por el lado de mar.
La formulación empírica que predice la tasa del transporte longitudinal en el
modelo GENESIS es la ecuación 5:
Dónde:
H: altura de ola.
Cg: velocidad de grupo.
b: subíndice que denota la condición de oleaje en rotura.
θbs: ángulo de incidencia del oleaje en rotura con la batimetría.
α1 y α2 son parámetros adimensionales empíricos.
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Adicionalmente, el modelo permite el by-pass de arena alrededor de las
estructuras y su transmisión a través de los muelles y espigones. Considera
también la difracción de las olas provocada por los espigones y los rompeolas
alejados de la costa; también, la transmisión del oleaje a través de las escolleras.
Los datos de ingreso del oleaje en aguas externas pueden tener características
arbitrarias (altura, período y dirección) y pueden originarse en múltiples fuentes
independientes.
GENESIS considera solamente el transporte litoral debido a olas
rompientes. El transporte de sedimentos se considera proporcional al flujo de
energía de la ola rompiente (Inman & Bagnold, 1963) y es ligeramente modificado
para considerar los gradientes longitudinales en la altura de olas rompientes
inducidos por los efectos de la difracción alrededor de las estructuras costeras.
Además del modelo de transporte de Pelnard-Consideré (1956) y la ecuación de
equilibrio del perfil de Dean (1977), el modelo incluye una subrutina interna para
modelar la refracción y difracción de las olas transformándolas hasta la línea de
rompientes.
Para este estudio se representó un tramo de 1.600 m aproximadamente de
costa definida por una grilla de 64 celdas de 25 m cada una.
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DATOS: Batimetría El Tirano 2011.
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Batimetría y vector de dirección de ola (CEDAS).
Batimetría por la estación de Hidrografía y Navegación, de la Armada de Venezuela, en Margarita
Batimetría interpolada (CEDAS)
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Histograma de frecuencia de la altura y dirección de la ola, periodo.
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Diagrama de rosa de la altura de ola (m)
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Diagrama de rosa del periodo de la ola (s)
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Porcentaje de ocurrencia de la altura de la ola con respecto al periodo de la ola
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Los valores usados para todas las simulaciones son los siguientes:
•••• Intervalo de tiempo 12. •••• Diámetro medido de arena: 0.25 mm.
•••• Profundidad de cierre 1 m. •••• Altura de la verma 4.
•••• K1: 0.1 •••• K2: 0.13
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Imagen satelital del Tirano 16/08/2011.
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Simulación el Tirano 16/08/2011 (CEDAS).
Caso sin estructura. Tiempo simulación = 0 años.
Caso sin estructura. Tiempo simulación = 10 años.
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Representación gráfica de la variación de la línea de costa. Sin estructura.
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-300
-200
-100
0
100
200
300
400
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
Shore
line Y
Coord
inate
Shoreline X Coordinate
GENESIS Shoreline Comparison
Initial Final
Caso Rompeolas de 180m a 120m de la costa. Tiempo de simulación = 0 años
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Caso Rompeolas de 180m a 120m de la costa.
Tiempo de simulación = 1 años.
180 m
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Caso Rompeolas de 180m a 120m de la costa. Tiempo de simulación = 2 años.
180 m
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Caso Rompeolas de 180m a 120m de la costa. Tiempo de simulación = 3 años.
180 m
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Caso Rompeolas de 180m a 120m de la costa. Tiempo de simulación = 4 años.
180 m
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Caso Rompeolas de 180m a 120m de la costa. Tiempo de simulación = 5 años.
180 m
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Caso Rompeolas de 180m a 120m de la costa. Tiempo de simulación = 10 años.
180 m
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Representación gráfica de la variación de la línea de costa. Rompeolas de 180m a 120m de la costa.
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
Shore
line Y
Coord
inate
Shoreline X Coordinate
GENESIS Shoreline Comparison
Initial Final
180 m
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Caso Rompeolas de 120m y 60m a 70m de la costa.
Tiempo de simulación = 0 años.
Caso Rompeolas de 120m y 60m a 70m de la costa. Tiempo de simulación = 1 años.
60 m 120 m
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Caso Rompeolas de 120m y 60m a 70m de la costa. Tiempo de simulación = 2 años.
60 m 120 m
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Caso Rompeolas de 120m y 60m a 70m de la costa.
Tiempo de simulación = 3 años.
Caso Rompeolas de 120m y 60m a 70m de la costa.
Tiempo de simulación = 4 años.
60 m 120 m
60 m 120 m
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Caso Rompeolas de 120m y 60m a 70m de la costa. Tiempo de simulación = 5 años.
Rampa 140 m
60 m 120 m
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Caso Rompeolas de 120m y 60m a 70m de la costa. Tiempo de simulación = 10 años.
60 m 120 m
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Simulación MOPLA. Imagen satelital y batimetría del Tirano, con rompeolas de 180m.
SMC Topografía del Tirano, con Rompeolas de 180m.
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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Programa desarrollado por
100 200 300 400 500 600 700
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
-11.70
-10.70
-9.70
-8.70
-7.70
-6.70
-5.70
-4.70
-3.70
-2.70
-1.70
-0.70
0.30
1.30
2.30
3.30
4.30
5.30
SMC Altura de la Ola.
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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Programa desarrollado por
100 200 300 400 500 600 700
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
7.50
8.00
8.50
9.00
9.50
10.00
SMC Topografía y Dirección del Oleaje.
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Programa desarrollado por
100 200 300 400 500 600 700
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1 cm = 1.860 m
0 1.86
-11.70
-10.70
-9.70
-8.70
-7.70
-6.70
-5.70
-4.70
-3.70
-2.70
-1.70
-0.70
0.30
1.30
2.30
3.30
4.30
5.30
SMC Topografía y Frente de Onda.
HOTEL ISLA CARIBE
CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
SIGO
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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100 200 300 400 500 600 700
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
-11.70
-10.70
-9.70
-8.70
-7.70
-6.70
-5.70
-4.70
-3.70
-2.70
-1.70
-0.70
0.30
1.30
2.30
3.30
4.30
5.30
SMC Vectores de Transporte y Magnitud.
HOTEL ISLA CARIBE
CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
SIGO
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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N
Transportepotencial(m3/hora/m.l.)
100 200 300 400 500 600 700
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
0.00
0.200.40
0.60
0.801.00
1.20
1.401.60
1.80
2.002.20
2.40
2.602.80
3.00
3.20
3.403.60
3.80
4.004.20
4.40
4.604.80
5.00
5.205.40
5.60
5.80
1 cm = 6.260 m³/h/m.l.
0 6.26
SMC Topografía y Vectores de Corriente.
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CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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100 200 300 400 500 600 700
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1 cm = 0.160 m
0 0.16
-11.70
-10.70
-9.70
-8.70
-7.70
-6.70
-5.70
-4.70
-3.70
-2.70
-1.70
-0.70
0.30
1.30
2.30
3.30
4.30
5.30
SMC Topografía Inicial y Variación Inicial.
N
Erosión (m)
Sedimentación (m)
Tasa de variacióndel fondo en m/hora
100 200 300 400 500 600 700
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
-0.2400
-0.2200
-0.2000
-0.1800
-0.1600
-0.1400
-0.1200
-0.1000
-0.0800
-0.0600
-0.0400
-0.0200
-0.0000
0.0200
0.0400
0.0600
0.0800
0.1000
0.1200
0.1400
0.1600
0.1800
0.2000
0.2200
0.2400
0.2600
HOTEL ISLA CARIBE
CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
SIGO
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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SMC Topografía Final y Variación de Fondo. Indica el mantenimiento
de paso de corriente entre el rompeolas y el saliente
N
Erosión (m)
Sedimentación (m)
100 200 300 400 500 600 700
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
-1.60
-1.40
-1.20
-1.00
-0.80
-0.60
-0.40
-0.20
-0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
Imagen satelital y batimetría del Tirano, con rompeolas de 120m y
de 60m separados 100m.
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CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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Solución propuesta, SMC Topografía del Tirano con rompeolas de 120m y 60m.
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CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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100 200 300 400 500 600 700
200
400
600
800
1000
1200
-11.70
-10.70
-9.70
-8.70
-7.70
-6.70
-5.70
-4.70
-3.70
-2.70
-1.70
-0.70
0.30
1.30
2.30
3.30
4.30
5.30
SMC Altura de la Ola.
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CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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100 200 300 400 500 600 700
200
400
600
800
1000
1200
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
7.50
8.00
8.50
9.00
9.50
10.00
SMC Topografía y Dirección del Oleaje.
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SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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Program a desarrollado por
100 200 300 400 500 600 700
200
400
600
800
1000
1200
1 cm = 1.990 m
0 1.99
-11.70
-10.70
-9.70
-8.70
-7.70
-6.70
-5.70
-4.70
-3.70
-2.70
-1.70
-0.70
0.30
1.30
2.30
3.30
4.30
5.30
SMC Topografía y Frente de Onda.
HOTEL ISLA CARIBE
CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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Programa desarrollado por
100 200 300 400 500 600 700
200
400
600
800
1000
1200
-11.70
-10.70
-9.70
-8.70
-7.70
-6.70
-5.70
-4.70
-3.70
-2.70
-1.70
-0.70
0.30
1.30
2.30
3.30
4.30
5.30
SMC Vectores de Transporte y Magnitud.
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CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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N
Transportepotencial(m3/hora/m.l.)
100 200 300 400 500 600 700
200
400
600
800
1000
1200
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
2.20
2.40
2.60
2.80
3.00
3.20
3.40
3.60
3.80
4.00
4.20
4.40
4.60
4.80
1 cm = 5.290 m³/h/m.l.
0 5.29
SMC Topografía y Vectores de Corriente.
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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100 200 300 400 500 600 700
200
400
600
800
1000
1200
1 cm = 0.140 m
0 0.14
-11.70
-10.70
-9.70
-8.70
-7.70
-6.70
-5.70
-4.70
-3.70
-2.70
-1.70
-0.70
0.30
1.30
2.30
3.30
4.30
5.30
SMC Topografía Inicial y Variación Inicial.
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CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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N
Erosión (m)
Sedimentación (m)
Tasa de variacióndel fondo en m/hora
100 200 300 400 500 600 700
200
400
600
800
1000
1200
-0.2000
-0.1800
-0.1600
-0.1400
-0.1200
-0.1000
-0.0800
-0.0600
-0.0400
-0.0200
-0.0000
0.0200
0.0400
0.0600
0.0800
0.1000
0.1200
0.1400
0.1600
0.1800
0.2000
0.2200
0.2400
SMC Topografía Final y Variación de Fondo.
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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N
Programa desarrollado por
Erosión (m)
Sedimentación (m)
100 200 300 400 500 600 700
200
400
600
800
1000
1200
-1.50-1.40-1.30-1.20-1.10-1.00-0.90-0.80-0.70-0.60-0.50-0.40-0.30-0.20-0.100.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.001.101.201.301.401.501.601.701.801.902.00
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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5. CALCULO A�ALITICO APROXIMADO
Calculo analítico aproximado de la recuperación de la playa El Tirano
12/09/2011
La aproximación a la solución del problema se enfoca de la siguiente manera:
Es conocido que las obstrucciones costa afuera, tales como arrecifes o islas artificiales
causan en la línea de costa la formación de protuberancias, las cuales pueden ser salientes
(hemitómbolos) o tombolos. Este fenómeno ocurre debido a que la energía de ola
disminuye por efecto de la ola rompiente y consecuentemente se reduce la capacidad de
transporte de arena. Las ecuaciones que describen analíticamente este fenómeno son:
Para formación de salientes (Harris & Herbich, 1986, Rally & Pope,1986) con múltiples
rompeolas segmentados tenemos:
L ≤ G ≤ 0.8 Ls .......................................Condición 1
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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Donde L es la longitud de la ola a la profundidad del rompeolas, G es la
separación entre rompeolas y Ls es la longitud del rompeolas
GX / Ls2 > 0.50 ......................................Condición 2
Donde: X es la distancia a la playa original
Si se toma en consideración el coeficiente de transmisión de oleaje (Kf) la
condición 2 se expresa de la siguiente manera:
GX / Ls2 > 0.50 (1-Kf)………………… Condición 3
Para rompeolas separados incluyendo el efecto de transmisibilidad se describen por Hanson
& Krause (1989/1990) las siguientes relaciones, las cuales se basan en simulación con el
modelo Génesis para un rompeolas simple:
Para Saliente: Ls / L ≤ 48 ( 1 - Kf) Ho / h ………Condición 4
Para Tombolo: Ls / L ≤ 11 ( 1 - Kf) Ho / h
Ho es la altura de ola en aguas profundas y h es la profundidad en el pie del rompeolas.
El otro aspecto a considerar es la distancia libre entre el saliente y el rompeolas (Xoff),
Andrews (1997) examinó una serie de arrecifes, islas y rompeolas con fotografías aéreas y
se escanearon y digitalizaron 123 diferentes casos, con estos resultados se elaboraron las
curvas siguientes las cuales se utilizan para la estimación de Xoff.
Los criterios anteriormente expresados son los recomendados para el diseño preliminar de
la respuesta de la línea costera a un rompeolas separado simple.
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
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Nota. Explicación de los gráficos precedentes y traducción.
Figura 11. Los gráficos son obtenidos del trabajo de Hanson and Grauss, publicado
inicialmente en el Proceeding de la 22nd de Costal Engineering Conference, ASCE , en
1990, posteriormente publicado por Krystian W. Pilarczyk como compendio en la 6ta
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PROYECTO N° PROYECTO DOC. N° DOC.
Ingeniería de Construción.doc Septiembre 12 2011
conferencia “Coastal and Port Engineering in Developing Countries”, Colombo Sri Lanka
en 2003.
El grafico izquierdo describe la posición de la línea de costa versus la distancia afectada a
lo largo de la misma, para diferentes coeficientes de transmisibilidad de oleaje.
El grafico a la derecha describe los sectores de formación de saliente y tombolo en función
de la altura de ola relativa ( 1 - Kf) Ho / h y la longitud relativa de rompeolas (Ls / L). Estos
términos fueron definidos en las páginas precedentes.
Figura 12. El gráfico de la izquierda, define los términos (Ls) longitud del rompeolas
separado, Xoff distancia de la cresta del saliente al rompeolas, Yoff amplitud del saliente y
Dtot la distancia total afectada.
El gráfico de la derecha es la curva obtenida de la digitalización de 123 fotografías aéreas
donde se señalan las relaciones adimensionales Xoff / Ls versus Ls/X. Este grafico se
publicó en los trabajos de Black and C.J. Andrews, 2001, Sandy Shoreline Response to
offshore Obstacles, Part I Salient and Tombolo geometry and shape.
Basado en los conceptos antes descritos se procedió a diseñar las longitudes (Ls), la
separación entre rompeolas (G), la separación de la orilla de playa (X) y la profundidad (h)
donde se ubicarán los rompeolas, dando como resultado lo siguiente:
Luego de un proceso iterativo realizado a varias opciones, se obtuvo como solución cercana
a lo óptimo la siguiente:
Opción rompeolas 120 m:
A) L ≤ G ≤ 0,8 Ls (Condición 1)
L = T (g 2,5) 0.5 = 7 sg (9,8x 2,5) 0.5 = 34,65 m
Ls = 120,00 m (6 Geotubos de 20 m c/u)
34,65 m ≤ G ≤ 0,8 x 120 m; 34,65 m ≤ G ≤ 96 m (asumir 100 m)
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Se eligió para la separación entre los rompeolas múltiples G = 100,00 m
B) GX / Ls2 > 0.50 (Condición 2)
X = Distancia del rompeolas a la playa = 70,00 m
(75m x 100m) / (120m) 2 > 0,50
0,52 > 0,50
C) GX / Ls2 > 0.50 (1-Kf) (Condición 3)
Kf = Coeficiente de transmisión de oleaje = 0,30 para arrecife sumergido
GX / Ls2 > 0.50 (1-Kf) = (75m x 100m) / (120m) 2 > 0.50 (1 - 0,30)
0,52 > 0,35
D) Ls / L ≤ 48 ( 1 - Kf) Ho / h (Condición 4) Para Saliente:
120m / 34,65 m ≤ 48 (1 - 0,30) (1 / 2,00)
3,48 ≤ 16,80
Estimación de la distancia entre el saliente y el rompeolas (Xoff)
Utilizando el gráfico de la figura 12 – b obtenemos lo siguiente:
Ls / X = 120 / 75 = 1,6, X distancia a la playa seca
Xoff / LS = 0,25
Xoff = 0,25 x 120 m = 30 m (Distancia desde hemitómbolo al rompeolas)
Con este valor se obtiene el ancho total de la playa ganada por efecto del rompeolas (D), a
través de la siguiente expresión:
Yoff / D = 0,125 ± 0,020
Donde Yoff = S – Xoff = 75 m – 30 m = 45 m, (ancho de recuperación de playa), luego
tenemos:
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D = Yoff / 0,125 ± (0,020) = entre 275 m mínimo y 320 m.
Saliente en rompeolas de 60 m
Estimación de la distancia entre el saliente y el rompeolas (Xoff)
Utilizando el gráfico de la figura 12 – b obtenemos lo siguiente:
Ls / X = 60 / 75 = 0,80, X distancia a la playa seca
Xoff / LS = 0,50
Xoff = 0,50 x 60 m = 30 m (Separación del hemitómbolo al rompeolas)
Con este valor se obtiene el ancho total de la costa afectada por el rompeolas (D), a través
de la siguiente expresión:
Yoff / D = 0,125 ± 0,020
Donde Yoff = S – Xoff = 75 m – 30 m = 45 m, (ancho de recuperación de playa), luego
tenemos:
HOTEL ISLA CARIBE
CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
SIGO
PROYECTO: RECUPERACIÓ� PLAYA, HOTEL ISLA CARIBE
EL TIRA�O, ISLA DE MARGARITA, VE�EZUELA
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D = Yoff / 0,125 ± (0,020) = entre 275 m mínimo y 320 m máximo
Conclusión: Se formarán dos hemitómbolos similares de 45 m de recuperación de playa
Es conveniente señalar que tanto la posición de los salientes como su tamaño es
estimado, no es exacto, esto dependerá de las condiciones reales de dirección
del oleaje y magnitud de la corriente litoral así como del volumen de
sedimentos transportados por la corriente. Las playas que se pueden formar son
dinámicas y pueden estar un poco mas al sur o un poco más al norte, es decir no
estarán fijas en un mismo sitio.
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SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
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6. HOJAS TEC�ICAS DE PRODUCTOS
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CONSTRUCION DE ROMPEOLAS
SEPARADOS DE LA COSTA CON GEOTUBOS
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