Edición septiembre 2011

Protección eficiente contra la acción del oleaje endiques rompeolas y líneas de costa

®xbloc

ECONÓMICO FIABLE FÁCIL DE USAR

w

Desde 2001, Delta Marine Consultants lleva desarrollando unelemento de constitución del manto principal innovador, con unalto índice de trabazón y diseñado para la protección de losdiques rompeolas y la línea de costa tanto a largo plazo como encondiciones extremas.

La unidad de armado, denominada Xbloc®, es un elemento robusto y fiable para constituir elmanto principal del dique. Como elemento individual posee una considerable integridadestructural y en conjunto una gran estabilidad hidráulica. La fabricación y colocación de losbloques Xbloc® son sencillas y muy rentables económicamente. Xbase® ha sido creado como unelemento especial para construir el pie de dique y ser utilizado conjuntamente con la unidaddel manto principal Xbloc®. La unidad de pie de dique Xbase® ha demostrado ser más estableque un pie convencional constituido por roca. Xbloc® ha sido expuesto a una extensivainvestigación consistente en ensayos de modelos hidráulicos y ensayos estructurales. Xbloc®

se está empleando para la protección de la línea de costa y construcción de diques rompeolasen todo el mundo desde 2004.

Beneficios económicos del Xbloc®

Xbloc® es el elemento para constituir el manto principal de capa única más económico delmercado. El ahorro medio alcanzado mediante la incorporación de elementos Xbloc®, debido ala reducción del volumen de hormigón necesario, es de hasta un 15% comparado con otroselementos de colocación en una capa. Esta diferencia recae en el alto coeficiente de estabilidadde los elementos Xbloc® y en la baja densidad de empaquetamiento requerida. Ambos factoresreducen la cantidad de hormigón necesaria. Puesto que no existen requisitos específicosacerca de la orientación de las unidades individuales para obtener una buena trabazón, lacolocación de los elementos es simple, reduciéndose así tanto el tiempo de construcción comolos costes totales.

Xbloc®, elemento de constitución del manto principalen diques rompeolas

S

Xbloc® Otroselementosmonocapa

Dolos paradoble capa

Tetrápodopara doblecapa

Cubo paradoble capa

100% 110% 140% 170% 200%

Costes, en tanto por ciento, de diferentes tipos deelemento constitutivos del manto principal

Ejemplo de aplicación del Xbase®

Fácil colocación

Fácil almacenamiento

De1978 con el propósito de proporcionarasesertodlazsulapropráfia

DMC es reconocida por tener una extensa experiencia en elsector de la Ingeniería Marítima y de Costas y durante 30 añosha estado involucrada en el diseño, la dirección de proyectos y lasupervisión de la construcción de proyectos en todo el mundo,cubriendo la cadena completa desde concepto (estudios defactibilidad, desarrollo de esquemas de disposición, estudioshidrodinámicos, etc.) hasta realidad (diseño y supervisión

d

DeDelta Marine Consultants ofrece

Fácil fabricación

Xbloc® es una marca registrada con patentes a nivel mundial. Para la utilización de Xbloc®,por favor póngase en contacto con DMC.

E

Barrera contra inundaciones en Rotterdam, Países

Bajos

T

Barrera contra inundaciones Ramspol, Países Bajos

P

Durante la fase de diseño1. Asesoramiento sobre requerimientos funcionales

2. Diseño conceptual

3. Revisión de diseños conceptuales realizados por terceros

4. Orientación durante ensayos hidráulicos a escala en 2D y 3D

5. Alquiler de unidades Xbloc® para ensayos a escala

6. Ejecución de experimentos en modelos 2D

Durante la fase de construcción1. Soporte técnico

2. Control de calidad

3. Planos de los moldes

4. Planos de colocación

Fácil colocación

Fácil almacenamiento

En la mayoría de proyectos se realizan ensayos de modelosfísicos para confirmar u optimizar el diseño. Desde 2008 DeltaMarine Consultants realiza ensayos de modelos físicos en 2Dpara diques rompeolas y revestimientos costeros en sumoderno canal de oleaje en Utrecht, Países Bajos.

Desde 2008, se han desarrollado varios ensayos para ciertos proyectos como son diquesrompeolas en Panamá, Australia, Benín, Reino Unido, Países Bajos, E.A.U., Polonia, SriLanka y Congo-Brazzaville. Gracias a que en las instalaciones de DMC se encuentrandisponibles varios tamaños de escollera y de unidades a escala Xbloc®, durante el programade ensayos es posible optimizar la sección de manera rápida y eficiente. Además de estosensayos para proyectos concretos, se han desarrollado varios proyectos de investigacióndestinados a ampliar el conocimiento de DMC acerca de diques rompeolas y para ensayarnuevas aplicaciones.

Aspectos que se pueden investigar en ensayos de modelos:• Rendimiento hidráulico incluyendo rebase, reflexión y transmisión del oleaje;• Estabilidad hidráulica de manto, pie y coronación de diques rompeolas, de

revestimientos de protección contra socavación y de muro de coronación;• Fuerza del oleaje sobre estructuras.

Características del canal de oleaje• Longitud 25m• Ancho 0.6m• Altura 1.0m• Máxima profundidad de agua 0.7m• Máxima altura de oleaje hasta 0.3m

El canal de oleaje 2D de DMC está equipado con un innovador generador de pistón eléctricode Edinburgh Designs, que permite generar tanto oleajes regulares como espectros deoleaje. El generador de oleaje es capaz de absorber el oleaje reflejado. El campo de oleaje escompletamente predecible incluso con modelos altamente reflexivos.

Unidades de modelo de Xbloc® para ensayos en otras instalacionesAdemás de ensayos en el canal de oleaje de DMC, los ensayos para ciertos proyectos sedesarrollan en otros laboratorios hidráulicos de todo el mundo. DMC dispone de unidades aescala de Xbloc® para la aplicación en modelos que se pueden alquilar en varios tamañospara satisfacer la escala requerida para el modelo y las características del canal de oleaje.

Instalaciones para ensayos hidráulicos Delta Marine Consultants ofrece

Fácil fabricación

Xbloc®

por favor póngase en contacto con DMC.

E

Durante la fase de diseño1. Asesoramiento sobre requerimientos funcionales

2. Diseño conceptual

3. Revisión de diseños conceptuales realizados por terceros

4. Orientación durante ensayos hidráulicos a escala en 2D y 3D

5. Alquiler de unidades Xbloc®

6. Ejecución de experimentos en modelos 2D

D

Dique rompeolas Caladh Mor, Irlanda

Revestimiento costero Cinta Costera, Panamá

Dique rompeolas Dikkowita, Sri Lanka

Dique rompeolas Gorgon, Australia

Dique rompeolas Puerto Oriel, IrlandaDique rompeolas Caladh Mor, Irlanda

Dique rompeolas Poti, GeorgiaDique rompleolas Swinoujscie, Polonia

Dique rompleolas Gorgon,Australia

Dique rompeolas Champerico,GuatemalaRevestimiento costero Cinta Costera,Panamá

2011• Proyectos completados/en proceso

Revestimiento costero Java Occidental,Indonesia

Dique rompeolas Pointe Noire,República del Congo

Dique rompeolas mar, Caspin

Revestimiento costero muelle de KiloGuam

Dique rompeolas, región golfo

Dique rompeolas Dikkowita,Sri Lanka

Revestimiento costero Bar Beach,Nigeria

A

Das Island, Emiratos Ârabes UnidosOffshore isla, Emiratos Ârabes Unidos

P

D

El volumen de las piezas varía entre 0.75 m3

es

Table for concept design

Volumen de la pieza Xbloc®

Altura de la Xbloc®

Espesor del mato principal h = 0.97 · D

d

A

L

TρρK

Estabilidad hidráulica

• Estabilidad hidráulica:

– Para el diseño conceptual, ha de aplicarse un valor de KD [coeficiente de estabilidad en la fórmula de

Hudson] igual a 16 en la sección de tronco y a 13 en la sección de cabeza;

– El coeficiente de estabilidad del Xbloc® es el mismo tanto para condiciones de oleaje en rotura como

sin rotura;

– Xbloc® posee un margen de seguridad de al menos el 20% sin que se produzca daño alguno en el

manto principal.

• Capacidad de trabazón automática:

– Las unidades Xbloc® encuentran de manera natural una posición estable en el talud;

– La capacidad de trabazón automática proporciona, después de una avería, la autorreparación del

manto principal constituido por elementos Xbloc®;

– La unidad Xbloc® es fácil de posicionar ya que no se requiere una orientación específica de las unida-

des individuales.

• Bajo volumen de rebase:

– El rebase se ve minimizado por la elevada porosidad del manto principal.

Integridad estructural

La integridad estructural del Xbloc® se evaluó a través de:

• Ensayos de caída con prototipos [Países Bajos, Irlanda y Georgia];

• Cálculos mediante Elementos Finitos.

Todos los estudios y la experiencia adquirida a través de los proyectos ejecutados muestran que el Xbloc®

es una unidad estructuralmente robusta, capaz de resistir las cargas previsibles a lo largo de su vida útil,

desde su fabricación y durante su funcionamiento. Para la fabricación de unidades Xbloc® constituyentes

del manto principal se puede utilizar un hormigón convencional clase C25/30.

Aspectos constructivos

FabricaciónLos moldes de acero se pueden utilizar repetidamente para producir grandes cantidades de elementos. Se

han desarrollado diversos diseños de moldes consistentes en 2 mitades, ensambladas horizontalmente o

verticalmente. Además, es posible utilizar moldes instalados sobre ruedas o en raíles. La fabricación de las

piezas es fácil debido a la existencia de grandes aberturas de hormigonado. En el parque de fabricación, las

unidades de Xbloc® se pueden manejar con la ayuda de horquillas, abrazaderas o eslingas. Las unidades se

pueden almacenar de diversas maneras, por ejemplo al tresbolillo. El almacenaje se puede realizar

siguiendo un mismo patrón en 1 a 3 capas, dependiendo de la capacidad del suelo. Siguiendo un patrón al

tresbolillo, el área de almacenaje necesaria es de 0.72D2, 0.36D2 o 0.24D2 para almacenaje en 1, 2 o 3 capas

respectivamente, siendo D la altura del elemento. Las unidades de Xbloc® se pueden manejar dentó del

parque de fabricaciómediante cargadoras sobre neumáticos.

ColocaciónExisten diversas posibilidades para la instalación de las unidades Xbloc® y Xbase®. Las unidades de Xbloc®

y Xbase® se pueden colocar mediante excavadora o grúa sobre orugas, equipada con eslinga, pinza o

cuchara. Es también posible hormigonar un orificio en la nariz de la unidad e izarla con una barra

atravesada en éste. Para obtener una correcta densidad de empaquetamiento, las unidades se deben

colocar con una orientación relativa aleatoria. Según se ha podido evaluar en varios proyectos, la velocidad

de colocación de las unidades de manto principal Xbloc® se encuentra entre las 8 y las 25 unidades/hora.

Estabilidad hidráulica del Xbloc®

Análisis de tensiones mediante elementos finitos

D

loG

A

C

0

Coefficiente deestabilidad, KD

1 5 10 20 30 50 75 100 150 200

0 1 2 3 4 5 6

16 32 48

3.5 4.02.8 Númerode estabilidad,Valores de diseño

Inicio de averia

Fallo

Hs

Dn

Parámetros de diseño para el diseño conceptual

Dimensiones principales

El volumen de las piezas varía entre 0.75 m3 y 20 m3, dependiendo de las condiciones extremas del

estado del mar.

Table for concept design

Volumen de la pieza Xbloc® V = ; ∆ = – 1

Altura de la Xbloc® D = √ 3 · V

Espesor del mato principal h = 0.97 · D

Volumen Altura de Altura de Peso de Espesor del Densidad Volumen Incremento de Porosidad Gradación Espesor del

de la pieza ola de la pieza la pieza manto de malla de del manto Standard manto

diseño principal hormigón aconsejado principal del manto secundario

constituido [número por m2 horizontales pendiente constituido secundario

por Xbloc® de piezas con Xbloc®

V Hs D W h N Dx Dy f

[m3] [m] [m] [t] [m] [1/100m2] [m3/m2] [m] [m] [%] [t] [m]

0.75 3.35 1.31 1.8 1.3 70.03 0.53 1.73 0.83 58.7 0.06-0.3 0.8

1 3.69 1.44 2.4 1.4 57.81 0.58 1.90 0.91 58.7 0.06-0.3 0.8

1.5 4.22 1.65 3.6 1.6 44.12 0.66 2.18 1.04 58.7 0.3-1.0 1.3

2 4.65 1.82 4.8 1.8 36.42 0.73 2.40 1.14 58.7 0.3-1.0 1.3

2.5 5.01 1.96 6.0 1.9 31.38 0.78 2.58 1.23 58.7 0.3-1.0 1.3

3 5.32 2.08 7.2 2.0 27.79 0.83 2.75 1.31 58.7 0.3-1.0 1.3

4 5.86 2.29 9.6 2.2 22.94 0.92 3.02 1.44 58.7 0.3-1.0 1.3

5 6.31 2.47 12.0 2.4 19.77 0.99 3.26 1.55 58.7 1.0-3.0 1.8

6 6.70 2.62 14.4 2.5 17.51 1.05 3.46 1.65 58.7 1.0-3.0 1.8

7 7.06 2.76 16.8 2.7 15.80 1.11 3.64 1.74 58.7 1.0-3.0 1.8

8 7.38 2.88 19.2 2.8 14.45 1.16 3.81 1.82 58.7 1.0-3.0 1.8

9 7.67 3.00 21.6 2.9 13.36 1.20 3.96 1.89 58.7 1.0-3.0 1.8

10 7.95 3.11 24.0 3.0 12.45 1.25 4.10 1.96 58.7 1.0-3.0 1.8

12 8.44 3.30 28.8 3.2 11.03 1.32 4.36 2.08 58.7 1.0-3.0 1.8

14 8.89 3.48 33.6 3.4 9.95 1.39 4.59 2.19 58.7 3.0-6.0 2.4

16 9.29 3.63 38.4 3.5 9.10 1.46 4.80 2.29 58.7 3.0-6.0 2.4

18 9.67 3.78 43.2 3.7 8.42 1.52 4.99 2.38 58.7 3.0-6.0 2.4

20 10.01 3.91 48.0 3.8 7.85 1.57 5.17 2.47 58.7 3.0-6.0 2.4

D

aa abb

D/3

D/3 D/3 D/3

D

filletr = D/19

D

Alzado Perfil/ Planta

Las ecuaciones y la tabla de diseño están basadas en:

Talud 3V : 4Hρhormigón 2400 kg/m3

ρagua mar 1030 kg/m3

KD 16 para la sección de tronco, 13 para la sección de

cabeza [las piezas en la sección de cabeza son un

25% más pesadas que en la sección de tronco]

Hs

2.77∆

ρcρw

3

f

®Berma de pie formada por Xbase

Capa(s) de filtro granularGeotextil

HS

3

4h

Manto P

rincip

alconstituid

o

por p

iezas

Xbloc

®

Manto S

ecundario

NúcleoXbase

Escollera de®pié de dique

mula de

H

como

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el

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m

unida-

d

Xbloc®

da útil,

d yentes

d

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p

trón al

t o 3 capas

r ó del

p

e Xbloc®

a o

c

en

c velocidad

d s/hora.

Sección transversal del dique rompeolas

Antes de utilizar esta tabla, por favor consulte la guía para diseños conceptuales ‘Guidelines for Xbloc

Concept Designs’, disponible en nuestro sitio web www.xbloc.com

3

te dee d, KD

150 200

6

lidad,VHs

Dn

®xbloc

Delta Marine ConsultantsH. J. Nederhorststraat 1P.O. Box 2682800 AG GoudaThe NetherlandsT +31 182 590 610E xbloc@xbloc.com, dmc@dmc.nl

Delta Marine Consultants Pte. Ltd(Singapore Branch)6001 Beach Road#20-03 Golden Mile TowerSingapore 199589T +65 62 943 033E xbloc@xbloc.com, dmc@dmc.nl

Delta Marine Consultants fue fundada en1978 con el propósito de proporcionarasesoramiento, dirección de proyectos yservicios de ingeniería y diseño a clientes entodo el mundo. La empresa mantiene fuerteslazos con el sector constructor a través desu empresa matriz (Royal BAM Group), quela ha ayudado a desarrollar la habilidad deproporcionar soluciones a problemasprácticos y a combinar innovación confiabilidad en el diseño.

DMC es reconocida por tener una extensa experiencia en elsector de la Ingeniería Marítima y de Costas y durante 30 añosha estado involucrada en el diseño, la dirección de proyectos y lasupervisión de la construcción de proyectos en todo el mundo,cubriendo la cadena completa desde concepto (estudios defactibilidad, desarrollo de esquemas de disposición, estudioshidrodinámicos, etc.) hasta realidad (diseño y supervisión

durante la construcción de diques rompeolas, muelles,pantalanes, etc.). DMC posee el conocimiento y la habilidad paraproporcionar un diseño a medida para cada cliente.

Delta Marine Consultants

E

DMC tiene una extensa experienciaen las siguientes áreas:

• Costas y Ríos• Puertos• Offshore• Infraestructuras• Industria

Barrera contra inundaciones en Rotterdam, Países

Bajos

Terminal de contenedores Euromax, Países Bajos

Barrera contra inundaciones Ramspol, Países Bajos

P

Delta Marine Consultants is a trademark of BAM Infraconsult bv

www.dmc.nlwww.xbloc.com