Diseño y Construcción de Diques para Ingeniería Náutica y Transporte Marítimo

Propiedades del Núcleo en Diques en Talud

  • Altura por encima de la pleamar y la altura de equipo.
  • Material de 1 a 100 kg.
  • Vertido directo: taludes de vertido directo: 5/4, 4/3, 3/2 (H/V).
  • Ancho de doble circulación (>8 m).

Características del Morro en Diques de Abrigo

  • La incidencia puede ser tanto normal como oblicua.
  • Capta energía.
  • Punto de mayor profundidad: h.
  • Se mayoran los cálculos.
  • Tiene tres dimensiones con ángulo crítico de 60º.

¿Qué es el Talud Crítico?

Es el valor del talud para el cual se desconoce si el equilibrio se produce hacia arriba o hacia abajo. Es un valor de comparación que toma distintos valores en función de si se trata de tronco o morro, del tipo de material y de la incidencia (normal u oblicua).

Tronco:

  • Escollera: cotg(crítico) = 3,64 (normal), 2,00 (oblicua).
  • Bloques: cotg(crítico) = 2,80 (normal), 2,00 (oblicua).
  • Tetrápodos: cotg(crítico) = 1,77 (normal), 1,50 (oblicua).

Morro:

  • Escollera: cotg(crítico) = 1,50.
  • Bloques: cotg(crítico) = 1,50.
  • Tetrápodos: cotg(crítico) = 1,50.

La fórmula de Iribarren en el denominador tiene un (±) que vendrá marcado por la dirección del equilibrio, además, que el equilibrio sea en una dirección u otra marcará el valor de la N.

Criterios de Cálculo de las Cotas de Coronación

  1. Hiroi: (dibujo) cc = cma + 1,25 Hd (dique no rebasado).
  2. Sainflou: (dibujo) ho = (pi * H^2 / L) * cotgh(2 * pi * h / L) // cc = cma + Ho + (pi * H0^2 / L) * cotgh(2 * pi * h / L).
  3. Franco: (dibujo) tiene en cuenta el caudal que lo rebase (q). q –> q = 10^-2 en el caso de diques rebasables. q / sqrt(gHs^3) = 0.082 * exp(-3 * Rc / Hs).

Núcleo Permeable vs. Núcleo Impermeable

Núcleo Permeable:

(dibujo) La ola se transmite. Toda la energía se disipa a lo largo del macizo rocoso. El agua puede pasar de una parte a otra perdiendo energía por los huecos. Comportamiento absorbente.

Núcleo Impermeable:

El agua entra hasta el monolito y luego se refleja. Comportamiento reflejante.

Una estructura de núcleo impermeable aguanta menos (no se ve más en la foto).

Conceptos de Puerto Interior y Puerto Exterior

Puerto Interior: No tiene obras exteriores, solo interiores. Ejemplos: Rotterdam y Sevilla.

Puerto Exterior: Con obra de abrigo. Tienen tanto obras interiores como exteriores. Ejemplos: Cabo Torres y Gijón.

Obras Exteriores:

Su objetivo es conseguir una superficie de agua abrigada. Algunos ejemplos son: obras de abrigo, obras de sustentación, obras de apoyo y de encauzamiento.

Obras Interiores:

Su objetivo es la transferencia de mercancías o pasajeros. Algunos ejemplos son: muelles (gravedad, pilotes o flotantes), pantalones (fijos o flotantes) y duques de alba.

Dársena: parte resguardada artificialmente de las corrientes, para que las embarcaciones puedan fondear o cargar y descargar con comodidad.

Atraque: Acercamiento y amarre de una embarcación a otra, a la costa o a un muelle.

Relación entre Mercancía, Buque, Puerto y Rutas de Navegación

  • El buque condiciona la entrada portuaria debido a los giros de maniobra, que describen el círculo de [**no se que pone**].
  • Necesitamos espacio para almacenar la mercancía => Atraque (continuo o discontinuo).

Comparación entre Dique en Talud y Dique Vertical

Dique en Talud:

(dibujo)

  • Modo de fallo: deformable, fallo gradual, avisa de avería.
  • Probabilidad de fallo: ROMOO S1 pf = 0,2.
  • Periodo de retorno: Tr = -n / ln(1 – pf), R2 S1 Tr = 112 años, R3 S1 Tr = 225 años.

Dique Vertical:

(dibujo)

  • Modo de fallo:
    • Banqueta: fallo gradual, deformable, avisa de avería.
    • Monolito: fallo instantáneo, rígido, deslizamiento, vuelco, hundimiento.
  • Probabilidad de fallo:
    • Banqueta: ROMOO S1 pf = 0,2.
    • Monolito: ROMOO S2 pf = 0,1.
  • Periodo de retorno:
    • Banqueta: R2 S1 Tr = 112 años; R3 S1 Tr = 225 años.
    • Monolito: R2 S2 Tr = 237 años; R3 S3 Tr = 475 años.

Tipos de Energías Renovables Marinas

Todas las energías procedentes del ámbito marino proceden o son derivadas de la radiación solar: oleaje, corrientes de viento, corrientes de densidad, gradientes de salinidad, gradientes térmicos, biomasa, vientos oceánicos.

Hay otras que se deben a la rotación de la Tierra: corrientes de mar, nivel de marea.

Los recursos utilizados están vinculados a los océanos. Los que son potencialmente explotables son aquellas zonas con grandes gradientes térmicos como el Pacífico Asiático. En España: el Cantábrico, Galicia, las Islas Canarias. Otro aspecto interesante es buscar zonas de corrientes marinas con poca profundidad donde se alcanzan velocidades altas, en general, estrechas.

Energía Eólica Marina:

Superestructura marina con torre de celosía adosada a una plataforma junto con un helipuerto. Necesitamos profundidades de < 50 m. El recurso eólico aprovechable en España está en: Mar de Alborán, Estrecho de Gibraltar, Cataluña, Galicia, sur de Canarias.

Energía Mareomotriz:

Presa en estuario para aprovechar la carrera de marea y turbinar aprovechando la PMVE para llenar el estuario y vaciarlo en BMVE. Solo es rentable con carrera de marea > 6 m. En España no. Tener en cuenta el tráfico marino y la vida acuática. En Gibraltar no podemos aprovechar la energía mareomotriz por el intenso tráfico de barcos mercantes.

Otras tecnologías:

  • Columna oscilante de agua: cuando chocan las olas el aire se introduce dentro del depósito y turbina. Al retirarse la ola se crea una corriente de aire descendiente y hace que turbine. No muy eficiente. Se utilizaba en puertos.
  • Pelamis: cilindro perpendicular al oleaje que produce energía por rotación. Tecnológicamente eficiente y más utilizados que los anteriores.
  • Soportes flotantes aerogeneradores: lo hace insumergible, es decir, sobrevive a condiciones extremas (olas > 30 m, vientos > 120 km/h).

Tipos de Cimentaciones en Energía Eólica Marina

(Falta dibujo)

Factores que Influyen en el Coeficiente de Hudson (Kd)

  • Cuerpo/tronco.
  • Morro.
  • Ola rota/ola no rota.
  • Tipo de pieza.
  • Inicio de avería.

Tipos de Puertos

  • Por ubicación:
    • Interior: Rotterdam, Sevilla.
    • Exterior: con obra de abrigo. Cabo Torres (Gijón).
  • Por actividad:
    • Militar: Rota.
    • Industrial: San Ciprián.
    • Pesquero: Burela.
    • Deportivo: Puerto Olímpico.
    • Comercial: definido por la mercancía: granel sólido, granel líquido, portacontenedores, mercancía general, etc.

Criterios para Diseñar un Dique Externo

.

-Sumergido:por vertido marítimo con gánguil por fondo

DIBUJO

-Emergido:

1)construyo un camino de acceso para la maquinaria. 2)construyo el dique. 3)En retroceso quito el cambio         DIBUJO

20.EXPLICAR EL DIAGRAMA PARAMETRICO DE MC CONELL

Monomios:-Altura de ola adimensional: hb*=hb/hs ; -Altura dde ola significante adimensional: Hs*=Hs/hs ; -Berma relativa: B*=Bef/L ; Fuerza relativa: F*=F/ro*g*H^2

Criterios para diseñar obra interior portuaria

Se DEBE usar material de la cantera, del lugar. Espacio para almacenar mercancía -> relación agua/tierra

                    Sagua/Stierra: Puerto deportivo: Sagua >>> Stierra

                                               Puerto pesqero: Sagua=Stierra

                                               Puerto comercial: Sagua

Planta de: Simple circulación (5 mangas 1 barco) o doble (8 mangas 2 barcos) Geotecnia: Suelo de elevada capacidad portante -> Por gravedad

                                     Baja capacidad portante -> Pilotes

Analizar el oleaje, viento y la marea Analizar los accesos. Si no hay un puerto tendríamos que hacer primero un puerto de servicio y luego ya la otra obra

Tipo de muelle que se utiliza en cada caso

Puerto deportivo, terreno de alta cap. Portante -> Bloques, horm sumergido y cajones Puerto deportivo, terreno incoherente y marea -> Tablescas, pilotes Puerto comercial, grandes cargas, suelo limo-arenoso -> Como el 1º Puerto comercial, cuarcita -> Baja cap.port: Pilotes y tablescas (como el 2º)

¿Por qué se hacen más DV que DT?

Los taludes ocupan mucho más y requieren 1,2 veces más de uso de cantera. Preferible DV

El problema es que los DV necesitan mínimo 15m de calado

En un suelo de baja cap.port. que tipo de dique se debe utilizar?

Pilotes hincados y tablestacas (perfiles metálicos hincados)  à obras interiores

DV, DT, DMixto o Dcompuesto

Si el manto del tronco de un DT es de 100t t el morro tmbn, ¿causa?

Wmorro=1,5Wtronco

Habran decidido hacerlo todo con Wmorro para no tener piezas distintas. Habria que tener dos plantas de fabricación, dos tipos de grua….

Si lo haces todo con lo necesario para el morro puede que te ahorres dinero

Si Hd=12,7m y no rota y el DT esta en 30m de prof, ¿a que cota pondría la banqueta, donde corona la berma de bloques y el espaldón?

Hd=12,7m  ; h=30m  ; 30m>20m à aguas profundas à 2Hs=2*10=20m

Hd=min(H1/10 , Hb) ; H1/10=1,27Hs ola no rota à Hd=H1/10 ; 12,7=1,27Hs à Hs=10m

Un dique a 8m de prof en bajamar se diseña para Hs=6m ¿Cota coronación banqueta?

Hs=6m ; h=8m ; 820m>

Si un DV esta a 40m de prof y su altura de ola significante en régimen extremal es 10m. Definir si acción, cota de coronación y cota de banqueta

h=40m ; Hs=10m ; Accion: H(1/125)=1,8*Hs=1,8*10=18m

                               Banqueta: h=hs=40m>2*Hmax=2*18=36 SI, LO CUMPLE

                                                  dà1,5Hmax=27m

                                Cota coronación: cc=cma+1,25Hd=0+1,25*18=22,5m (HIROI)