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l. lng. Guillermo MacDonel. Martínez< 2. . lrig:··:Julio' Pindter Véga· ·
Director General DirEú:tor de Programa
Aleph Ingenieros Consultores, S. A. de CV. Fid¡¡J'comiso P 1Eq!Úpo Marftim.o• y Portuari
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3. 1ng. Luis Herrejon de .¡a Torre 4. lng. ··.Juan Pizá O.rtiz.· ·..
Asesor de Proyectos Ma'rcítimos S~báéi-ente de Contra) de Drag~do
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DIVISION DE EDUCACION CONTINUA
---- CURSOS A"BTERIOS __-_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __
PROYECTO Y CONSTRUCCION DE OBRAS MARITIMAS Y PORTUARIAS
Del 17 al 20 de octubre de 1994.
DIRECTORIO DE ASISTENT~
3. lng. Jesús Domingo Puente Armas 4. 1ng. Juan Salvador Romero Rubio '
Jefe de Departamento Superintendente de Construcción
SCT, Dirección Gral. de Puertos Ingeniero Civiles Asociados, S.A.C.V.
Municipio Libre 377 · Minería 145
Col. Santa Cruz Atoyac Col. Escandón
04310 México, fl.F. 11800 México, D.F.
Tel. 664 00 76 Tel. 272 99 91 Ext. 3129
. 11
Lunes 17 17a 21 hrs. Ingeniería de Costas lng. Guillermo Macdonel Martmez
. 1 i
Martes 18 17 a 21 hrs. Ingeniería de Costas lng. Guillermo Macdonel Martmez:
'
Miércoles 19 17 a 21 hrs. Ingeniería Portuaria lng. Julio Pindter Vega
Lunes 24 17a 21 hrs. Estructuras Mari timas lng. Luis Herrejón de la Torre
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' 1
11
CONCEPTO
1 1 C'LIF. 1
ESCALA DE EVALUAOON. 1 A 10
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1.- ¡LE AGRADO SU ESTANCIA EN LA DIVISION DE EDUCACION CONTINUA/
ll Si NO 11
PERIODICO
c..:cc~~.~u::
l 1~o.::.~:o '
GACETA
l_IN 1\'..\ 1
OTRO
MEDIO
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l.- ¡QUE G\MSIOS Sl:GIRIRIA AL CURSO PARA MEJOR,ARL01·
IGJI NO 11
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6.. OTRAS SUGERENCIAS:
FACULTAD DE INGENIE AlA U.N.A.M.
DIVISION DE EDUCACION CONTINUA
C URS OS AB1 E RT OS
PARTE 1
Palacio de Minería Cal!e de Tacuba 5 Primer piso Deleg. Cuauhtémoc 00000 México. D.F. APDO. Postal M-2285
Teléfonos: 512-8955 112·5121 121-7331 521-1987 Fax. 510-0573 521-4020 AL 26
---~-------- INGENIERIA~DE-COSTAS _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __
CONTENIDO
CONTENIDO ............................................................................................................ 1
l. INTRODUCCION .................................................................................................. 3
1.1. PARTICIPACION DE LA INGENIERIA EN LA ACTIVIDAD
MARITIMA-PORTUARIA ............................................................................. 5
1.2 PARTES DE UN PROYECTO .................................................................. 7
2. GENERALIDADES SOBRE OLEAJE ................................................................... 10
3. ONDAS DE LARGO PERIODO ............................................................................ 22
3.1 GENERALIDADES ................................................................................. 22
3.2 MAREA DE TORMENTA. ...................................................... 23
3.2.1 Método de Keulegan ................................ _............................ 24
3.2.2 Método del Nomograma .............................................................. 29
'
3.3 MAREA DE TORMENTA PRODUCIDA SOBRE VASOS
CERRADOS ................................................................................................... 32
3.4 TSUNAMIS .............................................................................................. 37
3.5 MAREA ASTRONOMICA. ...................................................................... 37
4. REFRACCION, DIFRACCION Y REFLEXION DE OLEAJE ............................... 43
4.1 REFRACCION DEL OLEAJE .................................................................. 43
4.l.l.Método de los Planos de Oleaje ................................................... 44
4.1.2.Método Grafico de Refracción por Batimetria (Método de las
Ortogonales) ........................................................................................ 49
4.1.3.Campo de validez de los Métodos Gráficos de Refraccion ........... 56
4.2. DIFRACCION DE LAS ONDAS ............................................................. 58
4.2.1. Método Gráfico de Difracción. "Expansión lateral" ..................... 59
4.2.2. Alturas de la Ola en la Zona de Expansión Lateral ...................... 62
4.2.3. Expansión Lateral Incompleta..................................................... 62
4.2.4. Doble Expansión o Expansión Bilateral ....................................... 63
4.3. REFLEXION .......................................................................................... 66
4.3.1. Reflexiones en Muros Verticales.······················--·················----·-· 68
4.3.2. Reflexiones en Playas .............................................................. _. .. 69
2
----------------------------t~INTRODUCCION ______________________________
Empezaremos en estas notas por indicar que anque el nombre del curso se refiere a la
Ingeniería de Ríos y Costas, nos concretaremos a la segunda parte, ya que por la amplitud
de los temas, no podríamos cubrir a ambos.
OBRAS DE PROTECCION
Rompeolas
Escolleras
Espigones
Protecciones Marginales
SEÑALAMIENTO MARITIMO
Faros
Balizas
Boyas
Radio faros
Entilaciones
Canales
4
MUELLES
Carga General
Pesquero
Fluidos
Turísticos
Petroquimicos
Graneles Sólidos
Militares
Otros
AREAS DE ALMACENAMIENTO
Patios
Bodegas
Silos
Cobertizos
Tanques
,
que no están considerados las nuevas instalaciones de Progreso, Yuc., Pichilingue, B.C.S.
y Topolobampo, Sin; éstos últimos inaugurados en el año de 1991.
OCEANO
PACIFICO
48 50,109 348 17,656 808,920
PUERTOS
o
INSTALA
ClONES
GOLFO
'.
DE
t-.1EXICO
56 59,268 327 15,709 799,886
PUERTOS
o
INSTALA
ClONES
5
-----I:os-datos-anteriores-hablan-por-si-mismos;-de-la-importanciaquelia adquirido-ésta
actividad en nuestro pais, por lo que es importante y necesario tener profesionistas con
conocimientos generales y específicos dentro de ella.
Se debe por otra parte considerar que, la apertura que se está logrando con otros paises
desde el punto de vista comercial, tendrá que realizarse a través del transporte marítimo y
que con el posible Tratado de Libre Comercio, deberemos estar en posibilidades de
competir en calidad, eficiencia y precio.
'
La infraestructura marítima descrita en el capítulo anterior, es muy completa para el
desarrollo inmediato, aunque será necesario en los puertos industriales, como es el caso de
Altamira, Tamps., Lazaro Cárdenas, Mich., Salina Cruz, Oax; y otros de reciente creación,
en los que se dispone de areas para desarrollo industrial, seguir incrementando la
concepción, proyecto, construcción y operación de terminales especializadas, obras de
dragados, etc.
Otro aspecto que ha tomado mucha importancia en los últimos años, es la actividad
náutica-turística, que también requiere de los sevicios de profesionistas con conocimientos
adecuados de éste campo. ·
Es importante por otra parte, reconocer que las condiciones de operación de cualquier
sistema de ingeniería civil que esté sujeto a fuerzas inducidas por la naturaleza son de tipo
complejo.
6
El tema central para el diseño en la ingeniería civil, es el del análisis. Este es la idealización
de un sistema que admite una solución matemática simple pero lógica.
Las cargas inducidas por la naturaleza a los sistemas de ingeniería civil nunca se conocen
con exactitud, tal es el caso, por ejemplo de la intensidad de los sismos, el escurrimiento
que una corriente puede llevar durante una avenida, la acción y variabilidad del viento y
oleaje, etc.; casi todas ellas son aleatorias y todos los sistemas generalmente quedan
sujetos a sobrecargas.
Si hablamos ahora de los materiales, todos los que se· usan en la ingeniería contienen
imperfecciones microcristalinas llamadas "dislocaciones" (Radovich, 1980) las cuales
originan la iniciación de grietas y permiten su propagación.
Si ahora nos referimos al suelo en donde la mayor parte de los sistemas ingenieriles se
desplantarán, sabemos que estos están compuestos de un conglomerado complejo de
partículas discretas, en arreglos de diversas formas, tamaños y orientaciones
· Estos comentarios nos conducen a reflexionar que el desarrollo de un- proyecto debe
analizar con detenimiento los diversos elementos que en el intervienen y desde luego la
'
participación interdisciplinaria para un mejor desenvolvimiento.
En los proyectos marítimos, siguiendo el desarrollo convencional, todas las variables que
determinán las propiedades de la dinámica del mar se consideran perfectamente
conocidas, lo que introduce una incertidumbre de tipo estadístico; pero aunque se
aceptara la validez de los valores de las variables utilizadas, la poca estabilidad de tales
variables produciría una inexactitud de tipo probabilístico.
Desde un punto de vista metodológico y práctico, podríamos mencionar que las fases que
debemos seguir para la elaboración de cualquier proyecto son las mostradas en la fig ( 1.1)
y se mencionan a continuación:
El manejo de todos y cada uno de los parámetros y fenómenos descritos, junto con un
documento denominado BASES PARA EL DISEÑO, nos pennitirá tener un
conocimiento más completo de las condiciones en las que debemos proyectar y· construir
nuestra obra marítima.
8
8 A
RECOPILACION DE INFORMACION A L
S T
E E S
TOPOHIOROGRAFIA
S R o SELECCION
INGENIERIA N L
GEOTECNIA
+ o = A u - DE LA
- GASICA - MCTEOROLOGIA E T
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{lo. FASE)
CLIMATOLOGIA o V o OPTIMA
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OCEANOGRAFIA S S
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SISMOLOGIA N o
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R MEMORIAS
o INGENIERIA
y - -
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DE PROYECTO PLANOS CONSTRUCTWOS
E {2o. FASE) ESPECIFICACIONES
e
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SUPERVISION
Y CONTROL
CONSTRUCCION
OBRA
Jo. FASE TERMINADA
-----bas-BASES-PARA-EL-DISEÑO-son-elementos-fundamentales-pa"a-oraenar y orientar
nuestro trabajo, ellas son las reglas del juego establecidas de común acuerdo entre el
Ingeniero y Cliente para el desarrollo del proyecto.
La culminación de la INGENIERIA BASICA, que hemos descrito hasta ahora, debe ser la
elaboración de ALTERNATIVAS DE PROYECTO.
Las alternativas son necesarias, ya que sin ellas sólo queda un camino que seguir y no hay
posibilidad de escoger o decidir.
En general podemos establecer que la alternativa decidida es una función del conjunto de
Con los elementos anteriores se podrá elaborar una matriz de selección, asignando pesos
relativos a los factores involucrados y las calificaciones correspondientes.
La mejor alternativa será aquella que reúna condiciones de máxima eficiencia para cumplir
con el objetivo planteado.
En esta fase debemos entrelazar nuevamente los datos de las diferentes disciplinas
involucradas con el mayor cuidado, para lograr que la alternativa seleccionada pueda
construirse adecuadamente y no presente durante su ejecución problemas de realización.
El oleaje es un fenómeno generado por el viento el que al soplar sobre la superficie del
· mar, hace que dicha superficie se deforme produciéndose ondas que se mueven en la
dirección de él.
Las características de su sistema de oleaje generado por viento queda determinado por la
distancia o área sobre la cual sopla (fetch) y su intensidad.
Despues de que las olas se forman, se mueven hacia el exterior de la zona de generación y
pueden viajar cientos de millas. en las que gradualmente disminuyen sus alturas y a su vez
son superpuestos otros sistemas que, procediendo de otras direcciones crean un patrón
muy con~~>lejo de oleaje.
Para dar una idea del orden de magnitud del oleaje que se presenta en el Golfo de México
podemos decir que en 20 - 30 m. de profundidad, la altura de ola máxima medida sobre el
Nivel de Bajamar Media, para una tormenta con periodo de retorno de 25 años, fué de
9.75 m. y para una tormenta con periodo de retorno de 100 años alcanzó 12.8 m.
En el caso del ciclón Gilberto, que azotó la costa del Caribe y Golfo de México en el año
de 1988, se alcanzaron oleajes (calculados) por ejemplo para la zona del estado de
..
11
Las olas conforme se aproximan hacia la costa sufren el efecto del fondo. El fenómeno se
llama "REFRACClON" y sucede algo muy parecido a lo que sucede con los rayos de luz
al pasar por dos medios de diferente densidad.
Existe una condición de profundidad para la cual la ola ya no es estable y ocurre una
precipitación de la masa del agua hacia adelante, provocandose así la ROMPIENTE de la
ola. "
Como más adelante se analizará, la fuerza ejercida sobre una estructura por el oleaje esta
íntimamente ligada con el movimiento orbital de las partículas de agua.
Las presiones que ejercen los oleajes rompientes representan los mayores valores a los que
puede someterse a las estructuras, y esto es consecuencia de que las velocidades orbitales
son máximas para esta condición.
Para predecir el oleaje, en función de los parámetros que lo provocan, se han desarrollado
diversas técnicas, de las cuales, una de ellas involucran el análisis de un tren de oleaje a
través de su altura de ola característica que se denomina "altura significante"; el cual fué
desarrollado por Suerdrup, Munk y Bretschneider.
' La segunda técnica desarrollada es el análisis espectral del oleaje, la cual ha sido
desarrollada por 'rierson, Neuman y James.
El método de más fácil aplicación cuando no se tiene información registrada para algún
sitio, es el primero, sin embargo, el segundo representa de una manera más efectiva los
sistemas complejos de oleaje que se presentan durante la tormenta.
Debemos comentar nuevamente que durante el paso del ciclón Gilberto, la marea de
tormenta provocada, fué del orden de 2 m.
Estos niveles extraordinarios, tienen una gran influencia sobre los niveles de operación de
las obras marítimas, especialmente porque sobre ellos se adicionará la marea astronómica
y los oleajes de tormenta.
Ampliando un poco más los conceptos de predicción de oleaje, debemos decir que fue a
partir de la Segunda Guerra Mundial, que en virtud de que muchas operaciones anfibias
12
dependían de éste, fué entonces necesario aplicar métodos que permitieran predecir el
fenómeno.
Las relaciones existentes entre los parámetros adimensioriales para altura de ola, celeridad,
fetch y duración del viento fueron revisados por Bretschneider con información adicional
de tipo empírico.
Para utilizar estas relaciones se tiene que adoptar cualquiera de los dos criterios siguientes:
Fetch Limitado
Duración Limitada
'
•
Los dos criterios anteriores se refieren al desarrollo de una condición de "estado
permanente" (Steady State) para un fetch dado. Por otra parte, para cada fetch existe una
duración mínima para desarrollar el "estado permanente", o "estado de generación de
máxima altura de ola para dicho fetch.
Una vez que el oleaje sale de su zona de generación, ocurre un decaimiento del mismo, el
cual nuevamente es un proceso complicado y depende de factores como.
FRECC. TERCIO
DE SUPERIOR
OCURRENCIA
ALTURA
SIGINIFICANTE
' VALORESDEH
.--------------------------
1
1
1
1
..
15
H 5 = 1.77 ,JEf
Altura 1110 de la ola H1110 = 3.60 $r
La verdadera ventaja que ofrece el método espectral es er. la propagación del oleaje de la
zona de generación hacia la zona de estudio.
Sin embargo, estos métodos son recomendables cuando se tienen mediciones de oleaje que
nos permitan conocer la forma del espectro del oleaje real, ya que entonces conocidas (1)
conocemos E (1) y H5 .
Por otra parte, '~ debe mencionar que la forma matemática de representar al oleaje ha sido
muy diversa y oc acuerdo con la profundidad a la que necesitamos esa representación.
En la tabla No. 2.1, se muestra el resumen de ecuaciones que nos permiten conocer las
características de una ola de acuerdo a la teoría lineal de Airy.
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El valor en ordenadas,Ef, determina
las earaeteristieas en allura del
oleaje.
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Tabla 2.2
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0.00001
1.10004
En la figura 2.4 se muestra las regiones de validez de las varias teorías de oleaje existentes
y simplemente podemos referir que las diversas ecuaciones para su resolución se
encuentran en el Shore Protection Manual (Vol. 1) Coastal Engínering Reseach Center.
Dept. OfThe Army. Us Army Corps ofEngineering Washington D.C.
Finalmente se presentan a continuación una gráfica (fig. 2.5) que nos da una guía para la
definición de altura de ola de diseño en el Golfo de México y la tabla No.2.2, que
proporciona valores de parámetros de oleaje para diez diferentes áreas de la costa de los
E.U.A.
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3.1 GENERALIDADES.
El ingeniero que tiene que tratar con problemas de Ingeniería de Costa' se enfrenta a que
existen otros tipos de ondas no generadas por el viento. Este tipo de onoas producidas por
sismos, atracciones de la luna, sol y ciclones, etc., constituyen las denominadas de "Largo
Periodo".
Onda Periodo
Las vagas de mar y yacentes son causadas por la interacción de dos trenes de oleaje ,
distante de casi el mismo periodo. Conforme estos trenes se aproximan a la costa, se
forman zonas en donde las crestas son acumulativas, mientras que entre el valle de una
cancela la cresta de la otra. Así se obtiene entonces periodos de calma, intercalados con
secuencias cortas de olas altas. De esta manera, el nivel del mar en la playa se incrementa,
el cual es trasmitido posteriormente hacia el mar en forma de una onda de largo periodo.
Este tipo de ondas pueden producir oscilaciones resonantes dentro de Jos puertos.
La marea de Tormenta se crea por la succión existente dentro de un área de baja presión
en el océano y por el esfuerzo ejercido por el viento sobre la superficie del agua. Este tipo
de ondas son significantes cuando son generadas dentro de ciclones tropicales.
Este tipo de ondas también se presentan dentro de lagos y esteros en los que la
profundidad es baja.
El Tsunami es una palabra japonesa que expresa el término onda o una serie de ondas
producidas por movimientos repentinos de la corteza terrestre, tal como es el caso de
terremotos. Conforme un Tsunami viaja por la plataforma continental, y puesto que su
celeridad es función de la profundidad ( e =-.Jgd ), al disminuir ésta, su energía cinética se
23
Las Mareas Astronómicas se producen en las aguas de los océanos debido a la atracción
de la luna y sol, así como de otros planetas.
Debido a la periodicidad de los movimientos de los astros, es posible predecir este tipo de
ondas por 2 ó 3 años hacia el futuro.
El rigor, para conocer el ciclo completo de mareas de un lugar, es necesario haber medido
estas ondas durante 19 años; de hecho no es posible en forma práctica para un nuevo
proyecto, pero nuestros puertos cuentan ya con varios años de medición y por tanto,
siempre es posible correlacionar sitios cercanos, realizando un mínimo de mediciones.
Como en las otras ondas de largo periodo que han sido descritas anteriormente, el ancho y
profundidad de la plataforma continental son de mucha importancia en la altura y tiempo
de llegada de la cresta al sitio de observación.
A continuación describimos las teorías y métodos de cálculo más comunes para tomar en
cuenta los efectos de las ondas de largo periodo, incluyendo las vagas y yacentes, ya que
se comentará algo sobre las oscilaciones dentro de un vaso portuario, que es el efecto que
nos debe preocupar.
A una tormenta que se haya originado en el trópico se llama "tormenta tropical"; mientras
que aquella que es el resultado del choque de un frente frio y uno caliente se llama
"tormenta extratropical". Ambos tipos de tormenta pueden producir sobre elevaciones
anormales del nivel del agua en las partes poco profundas y cercanas al perímetro de los
cuerpos de agua (mar, lago, estuarios, etc.)
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24
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n ay ax - fU - gD -
ay + gD -
ay + gD ..=
ay + - P - -P- + Wy P
Para los fines de nuestro curso, mencionaremos algunos métodos simplificados.
La sobrelevación por efecto de tormenta queda dado por la suma de diferentes efectos,
los cuales se muestran en la figura 3.2.1.
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S = - -g{-=:H"-'¡--H"'"-s=-) In H + S
. donde:
En . tabla 3.2.1, se hace una aplicación de éste método, con las unidades en el sistema
métrico decimal, los valores resultan desde 7 cm. para el huracán Eloise hasta 1.02 mts.
para el huracán Alien.
25
22
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:; 300
a.
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Sx : x-Componen! Setup
Sy : y- Componen! Setup
Sa p : Atmospheric Pressure Setup
s, : Astronomical Tide
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~ 500
Se = lnitiol Water Leve!
l 1 1 1
600
400 200 o 10 20 30 40 50 60
Distonce in Yords Distonce lrom Coost (Nouticol Miles)
(lrom Bodlnt,l971l
TABLA 3.2. L SOBREELEVACION DEL NIVEL DEL MAR POR VIENTO MAS
PRESION ATMOSFERICA
KEULEGAN - PER BRUNN
S • SOBRELEVACION (m)
H1• PROFUNDIDAD A LA ORILLA DE LA PLATAFORMA CONTINENTAL
· H • PROFUNDIDAD EN EL SITIO DE ESTUDIO
L • DISTANCIA HORIZONTAL
K • COEFICIENTE DE ESFUERZO DEL VIENTO
V • VELOCIDAD DEL VIENTO
g • ACELERACION DE LA GRAVEDAD (9.81m/s2)
FORMULA EMPLEADA
2
KVX H1
s--- In(-)
9 (H1·H-S) H+S
200 10 27,800 3.00E-06 55.62 0.410 0.1387 2.9556 0.410 0.408 0.818
CARLA 200 5 28,400 3.00E-06 55.62 0.496 0.1381 3.5943 0.496 0.408 0.905
200 3 28,650 3.00E-06 55.62 0.556 0.1380_ 4.0297 . o._SS~j 0.408 0.964
200 10 27,800 3.00E-06 34.69 0.161 0.0539 2.9rg& 0.161 0.280 0.441
HILDA 200 5 28,400 3.00E-06 34.69 0.196 0.0537 3.6504 0.196 0.280 0.476 .
200 3 28,650 3.00E-06 34.69 0.221 0.0536 4.1286 . 0.22! 0.280 0.501
200 10 27,800 3.00E-06 36.11 0.174 0.0584 2.9785 0.174 0.350 0.524
DEBBIE 200 5 28,400 3.00E-o6 36.11 0.212. 0.0581 3.6474 0.212 0.350 0.562
200 3 28,650 3.00E-06 36.11 0.239 0.0581 4.1231 . 0.2J!l 0.350 0.589
200 10 27,800 3.00E-06 55.52 0.409 0.1382 2.9556 0.409 O.&CO 1.249
INEZ 200 5 28,400 3.00E-06 55.52 0.495 0.1376 3.5945 0.495 O.&CO 1.335
200 3 28.650 3.00E-06 55.52 0.554 0.1375 4.0302 0.554 O.&CO 1.394
200 10 27,800 3.00E-()6 50.00 0.332 0.1121 2.9631 0.332 0.720 1.052
BEULAH 200 5 28,400 3.00E-06 50.00 0.403 0.1116 3.6114 0.403 0.720 1.123
200 3 28.650 3.00E-()6 50.00 0.452 ·0.1114 4.0594 0.452 0.720 1.172
200 10 27,800 3.00E-06 59.43 0.467 0.1564 2.9501 0.467 0.330 0.797
CAMILLE 200 5 28,400 3.00E-06 59.43 0.565 0.1578 3.5818 0.565 0.330 0.895 '
200 3 28,650 3.00E-06 59.43 0.632 0.1576 4.0085 .o.~ 0.330 0.962
27
200 10 27,800 3.00E-o6 33.3.2 0.148 0.0497 2.9810 0.148 0.290 0.438
ELLA 200 5 28,400 3.00E-o6 33.32 0.181 0.0495 3.6533 0.181 0.290 0.471
200 3 28.650 3.00E-o6 33.32 0.204 0.0494 4.1339 0.204 0.290 0.494
200 10 27,800 3.00E-o6 36.10 0.174 0.0584 2.9785 0.174 0.200 0.374
AGNES 200 5 29,400 3.00E.Q6 36.10 0.212 0.0581 3.6474 0.212 0.200 0.412
200 3 28,650 3.00E-o6 36.10 0.239 0.0580 4.1231 0.239 0.200 0.439
200 10 27,800 3.00E-o6 36.08 0.174 0.0583 2.9785 0.174 0.570 0.744
BREN DA 200 5 28,400 3.00E-o6 36.08 0.212 0.0580 3.6474 0.212 0.570 0.782
200 3 28,650 3.00E-o6 3608 0.239 0.0580 4.1231 0.239 0.570 0.809
200 10 27,800 3.00E-o6 29.14 0.113 0.0380 2.9845 0.113 0.430 0.543
CARMEN 200 5 28,400 3.00E-o6 29.14 0.139 0.0378 3.6615 0.139 o.~ 0.569
200 3 28,650 3.00E-o6 29.14 0.157 0.0378 4.1487 0.157 0.430 0.587
200 10 27,800 3.00E-o6 41.72 0.23.2 0.0780 2.9729 0.232 0.764 0.996
CAROLINE 200 5 28,400 3.00E-o6 41.72 0.282 o.on6 3.6340 0.282 0.764 1.046
200 3 28,650 3.00E-o6 41.72 0.318 o.on5 4.0990 0.318 0.764 1.082
200 10 27,800 3.00E-o6 -23.09 0.071 0.0239 2.9887 0.071 0.163" 0.234
ELOISE 200 5 28,400 3.00E-o6 23.09 0.087 0.0239 3.6716 0.087 0.163 0.250
200 3 28,650 3.00E-o6 23.09 0.099 0.0237 4.1672 0.099 0.163 0.261
200 10 27,800 3.00E-o6 46.47 0.297 0.0968 2.9674 0.297 0.450 0.737
ANITA 200 5 28,400 3.00E-o6 46.67 0.352 0.0972 3.8208 0.352 0.450 0.802
200 3 28,650 3.00E-o6 46.67 0.396 0.'0971 4.0757 0.396 0.450 0.846
200 10 27,800 3.00E-o6 76.48 0.767 0.2626 2.9218 0.767 0.450 1.217
ALLEN 200 5 28,400 3.00E-o6 76.46 0.921 0.2618 3.5198 0.921 0.450 1.371
200 3 28.650 3.00E-o6 76.46 1.021 0.2614 3.9068 1.021 0.450 1.471
200 10 27,800 3.00E-o6 41.66 0.231 o.on8 2.9729 0.231 0.330 0.581
ALICIA 200 5 28,400 3.00E-o6 41.66 0.291 O.On4 3.6342 0.291 0.330 0.611
200 3 28.650 3.00E-o6 41.66 0.317 o.on3 4.0993 0.317 0.330 0.647
200 10 27,800 3.00E-o6 33.33 0.148 0.0497 2.9810 0.148 0.250 0.398
DANY 200 5 28,400 3.00E-o6 33.33 0.181 0.0495 3.6533 0.181 0.250 0.431
200 3 28,650 3.00E-o6 33.33 0.204 0.0495 4.1339 0.204 0.250 0.454
200 10 27,800 3.00E-o6 53.90 0.385 0.1303 2.9580 0.385 0.954 1.340
GILBERTO 200
200
5
3
28,400
28.650
3.00E-o6
3.00E-o6
53.90
53.90
.
0.467
0.523
0.1297
0.1296
3.5996
4.0390
0.467
0.523
0.954
0.954
1.421
1.478
' '
28
FORMULA EMPLEADA
·R/r
Sp • 0.13 (Pn. Po) ( 1 -e )
HURACAN
CARLA
HILOA
Po
(mb)
936.00
981.00
(mb)
Pn
1013.00
1013.00
AP
(mb)
n.oo
32.00
R
(M.N)
20.31
34.21
r
(M.N)
487.85
489.00
R/r
0.04
0.07
Sp
(m)
0.41
0.21!
,
DEBBIE 979.00 1013.00 34.00 33.27 400.00 0.08 0.35
INEZ 936.00 1013.00 n.oo 20.40 233.00 0.09 0.84
BEULAH 951.00 1013.00 62.00 23.94 256.00 0.09 0.72
CAMILLE 926.00 1013.00 87.00 17.94 600.00 0.03 0.33
ELLA 984.00 1013.00 29.00 35.23 433.00 0.08 0.29
AGNES 979.00 1013.00 34.00 33.19 722.00 o. os 0.20
BRENDA 979.00 1013.00 34.00 33.54 2«.00 0.14 0.57
CARMEN 990.00 1013.00 23.00 38.01 245.00 0.16 0.43
CAROUNE 968.00 1013.00 45.00 29.52 210.92 0.14 0.76
ELOISE 997.00 1013.00 16.00 41.08 504.70 0.08 0.16
ANITA 958.00 1013.00 55.00 26.02 400.00 0.07 0.45
ALLEN 872.00 1013.00 141.00 9.55 384.16 0.02 0.45
ALICIA 968.00 1013.00 45.00 29.35 500.00 0.06 0.33
OANY 983.00 1013.00 30.00 35.03 522.00 0.07 0.25
GILBERTO 941.00 1013.00 . 72.00 21.40 199.00 0.11 0.95
29
La suma total de efectos se ha incluido en la tabla 3.2.1 anterior, con sobreelevación total
hasta de 1.47 mts causadas por el huracán Allen y el Gilberto, para el caso particular que
se analiza (Veracruz, Ver.)
Jelesniansky combinó los datos empíricos con cálculos técnicos y definió nomogramas que
permiten estimar en forma rápida del ·máximo pico para cualquier latitud geográfica
cuando se conocen algunos parámetros de la torm~nta.
La figura 3.2.2 nos permite obtener la sobreelevación pico S¡, generada por un huracán
idealizado que se mueve perpendicularmente hacia la costa con una velocidad de 15 mph.
Este monograma indica que existe un tamaño de tormenta crítico, resultado de los radios
de los máximos vientos R. Para una caída de presión mayor que cero, el máximo pico de la
sobreelevación se produce para un valor crítico de R = 30 mi y cualquier otro valor de R
· mayor o menor que éste, da como resultado valores menores de la sobreelevación.
Un segundo factor Fs que se da en la figura 3.2.3 , que toma en cuenta los efectos
batimétricos a lo largo del Golfo (Jelesnianshi estudió solo Golfo y Costa Atlántica de los
Estados Unidos).
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En caso "a" indica que el abatimiento del lado de barlovento es meror; el caso "b", el
abatimiento llega al fondo del vaso y "e", una porción del fondo queda expuesta.
La ecuación de la superficie libre del agua, dada por Hellstrom ( 1951), es:
2A.10
Y's=--(x+C¡)
¡..'·:.:l g
2A. 10
Y's = pro g 1',
•
Por otra parte, la sobreelevación del lado de sotavento "h":
2A.10
h=--(x+C¡)-d
pro g
A. 10
k=
pro U' 0
kU' 0 F X
gd' y F
Correctlon Factor, F11
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340°
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Fd
¡:--c,-1 1
¡.._¡..----- F ----o!•
c.
(after Sibul and Johnson, 19S7)
Tablc 12.3. PARAMETER RELATIONS FOR WJND SETUP IN RECTANGULAR CHANNEL Of CONSTA:-.: DEPTH FOR NONEXPOSED BolTOM
(from Bretschneider, 1958)
-~U~F x., x/F o 0.1 0.2 0.3 0.4 O. S 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
gd~
·-------·--
F Valucs of lr/dcorresponding to x/Fand ku:F/gd 2
---~--- ------····---·--
0.201 0.492 -0.104 -0.082 -0.060 -0.039 -0.01' 0.002 0.021 0.041 0.060 0.079 0.097
0.209 0.492 -0.109 -0.086 -0.063 -0.041 -0.0! 0.002 0.022 0.043 0.063 0.081 0.101
0.218 0.491 -0.114 -0.089 -0.066 -0.043 -o.ozo 0.002 0.024 0.045 0.065 0.086 0.106
0.228 0.491 -0.119 -0.094 -0.069 -0.045 -0.021 0.002 0.025 0.047 0.068 0.089 0.110
0.239 0.490 -0.125 - O.CJ<JR -0.072 -0.047 -0.022 0.002 0.026 0.049 0.072 0.094 0.115
0.251 0.489 -0.132 -0.103 -0.076 -0.049 -0.023 0.003 0.021 0.052 0.075 0.098 0.121
0.265 0.488 -0.139 -0.109 -0.080 -0.051 -0.024 0.003 0.029 0.~:;4 0.079 0.104 0.127
0.280 0.488 -0.147 -0.115 -0.084 -0.054 -0.025 0.003 0.031 0.058 0.084 0.109 0.134
0.296 0.488 -0.157 -0.122 -0.089 -0.057 -0.026 0.004 O.OJJ 0.061 0.089 0.116 0.142
0 ..115 0.487 -0.167 -0.130 -0.095 -0.061 -0.028 0.004 0.035 0.065 0.094 0.123 0.150
0.337 0.486 -0.180 -0.140 -0.101 -0.065 -0.029 0.005 0.038 0.070 0.101 0.131 0.160
0.361 0.485 -0.194 -ruso -0.109 -0.069 -0.031 0.006 0.041 0.075 0.108 0.140 0.171
0.390 0.484 -0.211 -0.163 -0.117 -0.074 -O.OJJ 0.006 0.044 0.081 0.117 0.151 0.184
0.423 0.482 -0.230 -0.177 -0.127 -0.080 -0.035 0.008 0.049 0.088 0.126 0.163 0.199
0.463 0.480 -0.255 -0.195 -0.140 -0.087 -0.038 0.009 0.054 0.097 0.138 0.178 0.217
0.511 0.478 -0.286 -0.217 -0.154 -0.096 -0.041 0.011 0.060 0.108 0.153 0.196 0.238
0.571 0.476 -0 ..124 -0.244 -0.172 -0.106 -0.044 0.014 0.069 0.121 0.171 0.219 0.265
0.648 0.472 -0.377 -0.280 -0.195 -0.118 -0.048 0.018 0.080 0.138 0.194 0.247 0.298
0.750 0.467 -0.452 -0.329 -0.226 -0.134 -0.052 0.024 0.095 0.162 0.224 •1.284 0.341
0.894 0.464 -0.587 -0.409 -0.214 -0.160 -0.059 0.0)2 0.115 0.192 0.265 0.334 0.399
0.930 0.458 -0.614 -0.421 -0.218 -0.159 -0.055 0.039 0.125 0.205 0.280 0.350 0.418
0.971 0.455 -0.fJ59 -0.443 -0.290 -0.164 -0.055 0.(14) 0.132 0.215 0.292 0.365 0.434
1.01 S 0.452 -0.715 -0.467 -0.302 -0.169 -0.055 0.047 0.140 0.226 0.306 0.382 0.45)
1.0(·1~ 0.440 -0.794 -0.494 -0.315 -0.174 -0.054 0.053 0.150 0.239 0.322 0.401 0.475
1.1 :o 0.444 -1.000 -0.526 -0.329 -0.178 -0.051 0.061 0.162 0.255 0.342 0.423 0.500
..
36
Table 12.4. PARAMETER RELATIONS FOR W!ND SETUP IN RECTANGULAR CHANNEL OF CoNSTANT DEPTH FOR ExPOSi.D Don'oM
(rrom Bretschneider, 1958)
kU~F _x, x, xfF o 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
- gdz· F F
. --. -
---·--y~-~u~s ;;r ·¡;¡¡¡ ~~-~r~;~-;ll¡ng· t~-;¡ F and-k v!F/gd 2
·- ·- - - - - - - - - - -
---------------- ----------· - - - - ·
1.125 o 0.444 -1.0 -0.526 .:.o.329 -0.178 -0.051 0.061 0.162 0.255 0.342 0.423 0.500 .
1.20 0.021 0.438 -1.0 -0.565 -0.345 -0.182 -0.047 0.072 0.179 0.276 0.367 0.45~ 0.533
1.40 0.070 0.428 -1.0 -0.712 -0.397 -0.198 -0.039 0.097 0.218 0.328 0.429 0.524 0.613
1.60 0.112 0.423 -1.0 -1.000 -0.466 . -0.222 -0.038 0.116 0.251 0.373 0.485 0.589 ·0.687
1.80 0.145 0.423 -1.0 -1.0 -0.556 -0.253 -0.042 0.130 0.280 0.413 0.536 0.649 0.754
2.00 0.175 0.425 -1.0 -1.0 -0.681 -0.292 -0.050 0.141 0.305 0.450 0.582 0.704 0.817
2.20 0.:!00 0.428 -1.0 -1.0 -1.00 -0.338 -0.063 0.148 0.326 0.483 0.624 0.755 0.876
,
2.40 0.223 0.432 -1.0 -1.0 -1.0 -0.393 -0.079 0.153 0.345 0.513 0.664 0.802 0.931
2.60 0.244 0.436 -1.0 -1.0 -1.0 -0.459 -0.099 0.155 0.361 0.540 0.701 0.847 0.983
2.80 0.262 0.441 -1.0 -1.0 -1.0 -0.539 -0.121 0.155 0.376 0.566 0.736 0.890 1.033
3.00 0.279 0.446 -1.0 -1.0 -1.0 -0.643 -0.147 0.152 0.388 0.590 0.768 0.931 1.080
3.20 0.294 0.450 -1.0 -1.0 -1.0 -0.806 -0.177 0.148 0.399 0.612 0.799 0.969 1.126
3.40 0.308 0.455 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -0.210 0.142 0.408 0.632 0.829 1.006 1.169
3.60 0.321 0.460 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -0.248 0.134 0.416 0.651 0.856 1.041 1.210
3.80 0.333 0.465 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -0.289 0.125 0.423 0.669 0.883 1.075 1.251
4.00 0.345 0.470 -1.0' -1.0 -1.0 -1.0 -0.336 0.114 0.429 0.686 0.908 1.108 1.290
4.20 0.355 0:475 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -0.388 0.102 0.433 0.701 0.933 1.139 l.l27
4.60 0.375 0.483 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -0.517 0.074 0.440 0.730 0.978 1.299 1.399
5.00 0.392 0.492 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -0.712 0.041 0.443 0.756 1.021 1.255 1.466
5.40 0.407 0.505 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 0.0011 0.433 0.778 1.060 1.307 1.520
6.00 0.428 0.511 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -0.068 0.438 0.808 1.114 1.381 1.621
7.00 0.456 0.528 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -0.218 0.418 0.847 1.194 1.492 1.759
8.00 0.480 0.542 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -0.433 0.386 0.877 1.263 1.593 1.885
9.00 0.500 0.555 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 -1.0 0.342 0.897 1.)23 1.683 2.000
• 37
---El-valor-de-k;--obtenido-para-un-caso·-de-prototipo-(el·lago-Okeechobee;-Fla);-se-puede- - - - - - -
tonJar como 3 J x 10-6. .
3.4 TSUNAMIS
El tsunami es una onda que puede generarse por varios mecanismos, por ejemplo se sabe
que la explosión de una isla como la de Krakatoa en 1888, o de un volcán submaniro
puede producirlos. No siempre los disturbios sísmicos submarinos producirán estos
tsunamis, y así por ejemplo Leet en (1 948) menciona que en un catálogo reportan solo
124 de estas ondas en un intcrval en el que se detectaron 15,000 sismos a lo largo de las
costas.
M>6.3+0.01H
donde H es la profundidad focal en km. Se ha observado también que los tsunamis son
desastrosos cuando:
La celeridad de una onda de este tipo está dado por C ='M,como ya se mencionó y se
ha podido verificar que las celeridades promedio de los tsunamis varían entre .3 75 y 490
m.p.h.
En la fig.3.2.6 se muestra los tiempos de viaje de los tsunamís, teniendo como origen a
'··Jnolulu, Hawaií; y en la 3.2.7 un diagrama de refracción para el tsunamí chileno de
. 1960.
Como ya se mencionó, la marea astronómica es el cambio períodico del nivel del mar
producido por la atracción gravitacional de la luna, sol y otros cuerpos astronómicos.
Tsunami
magnituUc Tsunami cncrgy Maximum run-up clcvation
classilication
{m)
5
4.5
4
3.5
3
2.5
-
6.4
3.2
1.6
0.8
crgs
2.5.6
12.8
X J02l
(ft-lb)
18.9 x
9.4
4.7
2.4
1.2
0.59
Jo••
(metcrs)
>32
24-32
16--24
12-16
8-12
6--8
(ft)
>105
79-105
52.5-79
39.2-52.5
26.2-39.2
19.7-26.2
,
2 0.4 0.29 4-6 13.1-19.7
u 0.2 0.15 3--4 9.9-13.1
1 0.1 0.074 2-3 6.6--9.9
0.5 0.05 0.037 1.5--2 4.9--6.6
o 0.025 0.018 1-1.5 3.2--4.9
-0.5 0.0125 0.0092 0.75-1 2.5--3.2
-1 0.006 0.0044 0.50--0.75 1.6--2.5
-U 0.003 0.0022 0,3()..j).50 1.0-1.6
-2 0.0015 0.0011 <0.30 <1.0
39
Fig. 5.2. Travc:l times of tsunamis to Honolulu, Hawaii (U. S, Coast and Geodetic Survey)
(from Zetler, 1947)
CANA DA
•'\ -~-· •..
....·· ' ········ .... ,,,.l''y.J.
i, ...
\ CHINA
>·i
(
H A w A 1 1 ,
Fig. 5.4. Map of thc islam! of llawaii, showing hcights (in fcct above Jowcr Jow water) rcached
by the watc,r lluring the tsunami. wavc fronts. orthogonals, and submarine contoun
(in fathol'n5). Times rder to computcd time of arrival of first wave (from Shcpard,
M,..,.n,. .... l.l ..,.,,1 r,.,. 1o"n'
41
·Mixtas.- Cuando a veces presentan las características de la diurna y otras veces, las
de la semidiurna.
Nivel más alto registrado en la estación por efecto de algún tsunami o ciclón.
Nivel más alto registrado debido a las fuerzas de marea periodica, o también a que tengan
influencia sobre las mismas los efectos de condiciones metereológicas.
(MHHW): promedio de la más alta de las dos pleamares diaria, durante el período
considerado en cada estación.
' (MHW): promedio de todas las pleamares durante el periodo considerado en cada
estación. Cuando el tipo de marea es diurna, este plano se calcula tomando el promedio de
la pleamar más alta diaria, lo que equivale a que la pleamar media en este caso es lo mismo
que la pleamar media superior.
Nivel más bajo registrado debido a la fuerza de marea periodica, o también que tengan
influencia sobre las mismas los efectos de condiciones meteorológicas.
(MI..L W). Promedio de la más baja de las dos bajamares diarias, durante el período
considerado en cada estación. Este plano es el que se utiliza como plano de referencia para
el pronóstico de mareas en la Costa del Pacifico y Golfo de California, mismo que utiliza
el Coast and Geodetic Survey .
..
42
(ML W). Promedio de todas las bajamares, durante el período considerado en cada
estación. Cuando el tipo de marea es diurno, este plano se calcula tomando el promedio de
la bajamar más baja diaria.
El mismo organismo publica tambien las tablas de predicción de mareas, tanto para el
Golfo de México como para el Océano Pacifico, en los puertos en los que cuentan con
. estación mareográfica. ·
,
43
El oleaje al propagarse sobre la superficie del mar, va sufriendo deformaciones, por efecto
del fondo o por el encuentro con obstáculos, los que originan en el primer caso el
fenómeno de refracción y en el segundo el de difracción y reflexión. (Se ha transcrito casi
íntegramente, en la parte correspondiente. la publicación de Rafael del Moral y José Ma.
Berenguer denominada Planificación y Explotación de Puertos, para el desarrollo de este
tema)
De la expresión de la celeridad de la onda que se obtiene por la teoría lineal del oleaje:
En general, y a partir del punto donde el efecto se hace notable, aproximadamente cuando
la profundidad e; igual a la semilongitud de onda, los frentes de onda sufrirán cambios en
su alineación que tienden a hacerlos paralelos con los distintos escalones de profundidad
representados por las lineas batimétricas.
El estudio del fenómeno de refracción del oleaje es de gran importancia para el proyecto
de una obra marítima, ya que entra a formar parte en la determinación de las
características del oleaje y de sus acciones, por ejemplo:
En el primer caso, existen modelos matemáticos que resuelven el problema y que permiten
establecer de manera más o menos precisa, las características del oleaje en el sitio que se
desee.
El segundo método, el gráfico, ofrece en cambio una interpretación más fácil de los
resultados con posibilidad de corrección intuitiva de los posibles errores. A continuación
se exponen los métodos gráficos de utilización común: el de los planos de oleaje y el de
los diagramas de refracción o de las ortogonales.
La hipótesis fundamental con que Iribarren opera, es la conservación del período, ya ·que
se admite, al. estudiar el modelo de onda, que el número de ellas que pasa por dos puntos
cualesquiera de la plataforma costera, en un determinado intervalo de tiempo, es el mismo.
Fijada la o las orientaciones de las ondas a considerar así como su período, o bien su
longitud de onda, el dibujo en planta, en profundidades indefinidas, serán líneas paralelas,
que representan las crestas y los senos, perpendiculares a la dirección de avance de la onda
considerada. Teóricamente habría que dibujar todas las lineas de crestas y senos, o sea una
línea por cada semilongitud de onda (L 0 ). Como esto generalmento no es posible, por ser
la distancia Lo a la escala del plano muy pequeña, se toma un múltiplo, nL 0 , siendo "n"
generalmente par para que todas las líneas representadas correspondan a crestas o senos.
La distancia en mili metros a escala, será:
1000 .
nL 0 (en mm)= n L0 E llamada "avance", stendo E la escala del plano.
El dibujo en alta mar constará de las citadas "líneas de onda" a la distancia nL, paralelas
entre si, y de las "normales", perpendiculares a las anteriores y a igual distancia, formando
45
Hay que determinar la L que corresponde a cada profundidad reducida H. Para ello
empezaremos por recordar que T = T0 , es decir:
Así obtenemos la ecuación: LK = L0 9ue junto con K = ctgh ~ n~s permite determinar
los valores de L y K puesto que L0 y H son conocidos.
Para mayor facilidad se ha calculado un ábaco, que se adjunta, en el que se determinan las
características L, H, K, C y T, correspondientes' a profundidades reducidas, en función de
la relación HIL y de la semilongitud ordinaria L0 . ·
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..... ~
o
• rr1
(/)
..
46
1 1000
· n L (mm) = n L - - -
oK E
CUADRO DE AVANCES
Hay que tener en cuenta que si los planos de oleaje se dibujan para las profundidades en
pleamar máxima viva equinocial, como las cartas marinas normalmente reflejan las
profundidades en bajamar máxima v1va equinocial, habrá que sumar a dichas
profundidades la amplitud de marea.
1
Normales
Las nuevas lineas de onda se determinan partiendo de la última linea de onda dibujada,
hallando los avances que corresponden a cada uno de los puntos de intersección de
normales con lineas de onda. ·
Los avances se hallan tomando como profundidad la del último punto. (Profundidad de 4s
para hallar el avance 4s46).
Cuando el fondo es discontinuo, la ola presenta cierta rigidez que le impide adaptarse
inmediatamente a la profundidad que encuentra, por lo que se amolda a una profundidad
de media de una zona de cierta extensión que comprende al punto y limitada en las tres
dimensiones que se llama "prisma de avance". La proyección horizontal de este prisma
constituye el "cuadrilátero de avance". (Para el punto 24 el cuadrilátero de avance será el
abcd formado tomando la distancia U2 sobre la linea de onda y la normal que pasa por 24,
en las cuatro direcciones.
Curvo-envolvente de
s. _;, -~
i ---=t;;r-·+.'-1
'
las circunferencias
So'----------
·' .,./
. .. ~ 4~
'
/
DETALLE
o"
''
á{rodio:o SoV'•a•
co•tro • O
Fig. 4 .1.3. Detalle de la Construcción Gráfica.
El dibujo se hace llevando el semiavance, sobre la normal al último punto. Con centro en
el extremo y radio el semiavance, se traza un arco de circunferencia. La envolvente de
todos éstos arcos de circunferencia, es la nueva línea de onda. Por ejemplo: si la última
línea de onda dibujada es la 1424345464, para dibujar la siguiente se procederá como
sigue: Por estar los puntos 64, S4 y 44, todavía en profundidades indefinidas, su avance
será el mismo que el correspondiente a esa zona. Respecto al punto 34, se hallará el
semiavance que corresponde a su profundidad, se lleva éste sobre la normal que pasa por
· J4, y con centro en ese punto, O, y radio otro semiavance, se traza un arco de círculo.
Análogamente, se procede con los puntos 24 y l4 y la nueva línea será la recta 6s5s4s
prolongada con la curva 3s2sls tangente a todos los arcos de circulo trazados.
48
Conviene hacer resaltar que el dibujo del plano de oleaje sólo depende del periodo y
dirección de la onda originaria y de las profundidades sobre las que se propaga, pues
conocido dicho periodo, 2T = 2T0 , o lo que es lo mismo, la longitud originaría: 2L0 = 2g
Pht y las profundidades, H, quedan deterinadas todas las características de la onda,
menos su altura.
E= Aq¡gLh 2
' Ao h2o = Ah 2 ·~
.
Luego: h = ho
. A
~
,
Los cálculos para hallar las alturas de ola a lo largo de las distintas líneas de onda, pueden
ordenarse de la siguiente manera:
6 A
Por este procedimiento se pueden obtener, aproximadamente, todas y cada una de las
alturas medias correspondientes a los tramos en que las líneas de onda son divididas por
sus normales, representando en la forma escalonada indicada en la figura las semialturas
correspondientes a cada tramo.
h,
r:'1
1
:~s
1=
'
'' r :--r
h, ¡-1~
: h .1•1
1
' '' ¡ 1 ht-1 '
1 1'
6• ,, '
1
4•
''
3•
'
1
21
1 '
h
Este método se basa en la ley de Snell ya que como es sabido la celeridad de una ola
depende de la profundidad de agua en la zona donde se propaga. Así, si la profundidad
decrece, también decrece la celeridad de la onda y por consiguiente su longitud, mientras
que el periodo se mantiene constante en todo momento. Por tanto, puede observarse que
en una onda cuya cresta avanza oblicuamente a las líneas batimétricas (isobatas}, la parte
de cresta que se mueve en ·profundidad mayor lo hace más rápidamente que la que lo hace
en profundidades más reducidas. Esta diferencia de celeridad causa una deformación de la
linea de cresta de la onda en su sentido 'tal que tiende a convertir en paralelas las isobatas y
la cresta.
..
50
S
l ..-,..• t ••.
Seno( 1 : { ~: ) Senot- 1
(ley de Snell)
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Z!t
"
"
•o -
2.
3.
La dirección de avance de la onda es la perpendicular a su cresta en cada
momento.
d
-=OS
Lo ,
d =profundidad
L0 = longitud de onda
Los intervalos de profundidad a los que se dibujan las lineas isobatas pueden ser variables.
A mayor número de líneas dibujadas, mayor precis10n tiene el trazado de las ortogonales.
Sin embarbo, hay que evitar un plano excesivamente cargado de líneas que lo haga
confuso. Como orientación para un caso general se puede tomar el siguiente criterio:
o- 10 1
10- 20 2,5
20- so S
so- 100 10
100 en adelante 25
El dibujo de las lineas batimétricas conviene redondear las irregularidades bruscas para
hacer más cómodo y preciso en trazo de la ortogonal, en la confianza de que la
irregularidad cometida no afecta sustancialmente la geometría de la or1da.
o Una vez preparado el plano base y dibujadas las líneas isobatas apropiadas es necesario
estudiar las características del oleaje teniendo en cuenta que para cada dirección del
mismo en mar profundo, a 0 , para la que se quiera trazar sus ortogonales es necesario
un plano. A su vez, para cada intervalo de periodos, dentro de cada dirección, se
necesita un diagrama de ortogonales o plano separado.
Tal como se ha indicado, cada cuadro es válido, únicamente para un periodo determinado
de onda.
' '
52
PERIODO T= 8 seg.
.
... .•
• ..
........
' ,
e, '·
r.
. .. .
. ' .
u 12 •• ••' •• •• ... ., o
'· "
r.
"
ono....,.l
Fig. 4.1.6. Plantilla Transparente para la Construcción del Gráfico de Refracción y Abaco
para el Cálculo con ablicuidad 80°.
53
El primer paso es dibujar el frente de onda recto con la dirección deseada en una zona
donde todavía no se haya visto afectado por el fondo y donde se estime conveniente para
que una vez refractadas las ortogonales alcancen el tramo de costa que interese estudiar.
De este frente se pueden sacar rayos ortogonales como se desee, si bien se recomienda
que se haga a intervalos iguales.
Para trazar la ortogonal en su cammo hasta la costa se han de efectuar los siguientes
pasos:
2. Dibujar suavemente la isobata que discurre por la zona media entre las dos
primeras isobatas encontradas en el camino de la ortogonal. Prolongar la ortogonal
hasta dicha linea media y dibujar la tangente a esa línea por el punto· de
intersección.
. ,oe.t.t.t.
~- -------------------------
zo ...
--
uo
PUNTO Ol tUllO
'
,/"'OATOOOiill.lL lNTitAMTl
zo •. --
----------------------1 1 -----
1
/>1\.INIEA . :._:AL; ·
S: OUUCCION ORTOIOIIIAL
1
------
IJCl.. - - - - - - 1
,' ------- -- SAL.IINTl
JO•.
-·-·- -·-·-·-
-- --
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' 1
1
-=~-·-
•••
o ;o-
,
' 1
••• '
/
'
1
l LINIA
- ........ ..., 1 ,' llllOIA
OlltTOIONAL. ~ ..., r-
(ltTJIMITt fp ..(....,.
.11 ................
1
- .... ¿A P-A: Po
' ',
6. Repitiendo los anteriores pasos para los siguientes intervalos entre lineas
batimétricas se puede prolongar la ortogonal hasta su encuentro con la línea de
costa.
En el proceso anterior se ha supuesto que las profundidades hasta llegar a la línea de costa
son permanentemente decrecientes. Puede·haber casos como: hoyas, cabos, bajos, etc.; en
los que la ortogonal avanza, en su camino a la orilla, por zonas de profundidad creciente.
En este supuesto se emplea el mismo sistema de construcción con la única variante de
utilizar la relación C2/C1, en lugar de C1/C2.
... ._____!:!_._ 1
'
R •O!!IJ,'
'
:
-
- '
-..!~_:
1 ,,,.,,._,.
-------
.... --- --- ------ t ----- t
o(>to•
De esta forma, con un número variable de sectores Ri se cruza el espacio entre las
dos isobaras.
Los métodos gráficos de refracción tratan de reproducir los cambios que experimenta el
oleaje en su aproximación a la costa. Para su concepción se han supuesto simplificaciones
importantes. Así, por ejemplo, se ha considerado que el oleaje es monocromático, es decir
que las características de todas las olas son idénticas. Basta una ligera visión del oleaje real
que se produce en las costas para comprobar que una ola respecto a la siguiente puede
· diferir sustancialmente. Igual ocurre con la suposición de que la cresta de la ola tiene
longitud indefinida. En la realidad, solamente el oleaje de fondo, tipo SWELL, presenta
unas crestas de alguna longitud. El de tipo SEA, por el contrario, tiene crestas cortas,
desiguales y sometidas a la acción directa del viento. Su reproducción mediante los
distintos métodos de refracción será muy poco efectiva. •
Otra limitación de estos métodos proviene de suponer que la energía entre canales de
energía u ortogonales se mantiene constante. De esta forma se puede llegar al punto
conflictivo de los cáusticos. Un cáustico es un punto del diagrama donde las lineas
normales al frente o las ortogonales se cruzan. En pura teoría, siguiendo la hipótesis
adaptada, en un punto de este tipo la altura de onda es infinita, ya que no existe
separación.
H=H- &
o'\j"b
Si bcáustico = O --) H = 00
Es obvio, que esto en la realidad no sucede. La explicación reside en el hecho de que entre
los canales de energía existe una cesión de ella que se incrementa con la deferencia de
altura de onda entre ellos. Algunos investigadores han estimado que, como máximo, la
altura de ola en una zona puede ser dos veces mayor que de la que se parte en mar
profundo.
Análogamente las zonas con batimetría muy irregular no se prestan a estos métodos
gráficos, dada la rigidez que impone las dimensiones del cuadrilátero de avance.
57
La utilización del método de los planos de oleaje o del método de las ortogonales viene
aconsejada en cada caso por lo que de ellos se requiere obtener. El primero de ellos,
desarrollado por Iribarren, presenta, comparativamente las siguientes ventajas:
..
58
· Zona e,;puesta
Transferencia
de eneroia
Zona re59uardado
•
Fig. 4.2.1. Fenómeno de la difracción del oleaje.
De una a otra por diferencia en los niveles de agitación existe un intercambio de energía
que generará en la zona resguardada una agitación de características particulares.
Es fácilmente comprensible el interés que tiene el estudio de este fenómeno para el diseño
y explotación de un gran número de obras e instalaciones marítimas. La resonancia en las
dársenas, las condiciones de entrada a un puerto, los azolvamientos y las variaciones de las
playas próximas a una obra son algunos de los casos comunes en los que la difraccion clel
oleaje juega un papel principal.
Esto, sin embargo, no quiere decir que para que el estudio definitivo de una obra, en la
que intervengan notablemente los fenómenos de refracción-difracción, sea siempre
recomendable la realización de un ensayo experimental en modelo reducido que no precisa
de las hipótesis previas simplificativas que todos los métodos teóricos necesitan para su
59
Al igual que en el caso de la refracción las hipótesis de partida suponen una onda
monocromática de período fijo y de cresta indefinida, cuya celeridad depende únicamente
de la profundidad de la zona por la cual avanza manteniéndose, ade!)lás, la energía entre
perpendiculares a los frentes.
' '
/
/ '
'
/
..--
..,
o
e:
...o
que agita en parte la zona BB2B !'' llamada zona de expansión. Las condiciones de esta
expansión, según Iribarren, son:
o'3'
! ~-------- -==--;b3 ________ ~
h hl : :
1 '
1 :
lB' 1B"i'
l•
A"3"
ZONA ALIU"ME.-;N;-;T-.--1•'-• ZONA EXPANS.=-1
Por otra parte, hay que tener en cuenta que ya en la linea de onda que pasa por B, el límite
de la zona agitada ha alcanzado, aunque sólo sea hipotéticamente, un punto que dista de B
la distancia Laf2. Por tanto, el punto correspondiente a la linea límite de agitación, en la
linea de onda siguiente, seguirá la norma general:
y en general:
Prof. constante
/
/
En el caso de profundidades iguales (fig. 4.2.4) la línea limite de expansión será la nonnal
que pasa por el extremo del obstáculo y será una recta; la línea límite de alimentación será
la recta que partiendo de una distancia Ls/2 del extremo del obtáculo, forme un ángulo de
45° con el limite de expansión; y la línea límite de agitación será una espiral cuya asíntota
es la recta paralela a la que pasando por B, a una distancia Lsf2, forma un ángulo de un
radián con la línea límite de expansión.
A3"' 83
h' = h
AJ"' Bt .. '
Para pasar de la presentación escalonada a la continua, sólo hay que tener en cuenta que la
onda es un cuarto de sinusoide que pasa por los puntos a3"' b3 B¡"'.
Las alturas de la onda en la cuarta parte de la sinusoide en sus 3/4 serían: 0.92 h y 0.38 h,
respectivamente.
El punto donde se inicia la sobreelevación de la ola es el punto B, distante del dique D'E =
ED.
Ar---
• O' G E O
Fig. 4.2.5 Alzado del Frente de Onda en el Caso de Expansión Lateral Incompleta.
~ ---------¡------r---~:::-1-;
As e, Ps Os
--::;;~-:
.'
•
Fig_ 4.2.6_ Doble Expansión Lateral (Planta y Alzados de los Diversos Frentes).
B1D1xh12
siendo h 1 la semialtura media de la onda en el tramo B 1D 1 de no existir la expansión
lateral.
65
-------- ~ -~- --~~-~-~ -~ -~-- ---------
Ponantcfla-altu-ra media o altura eficaz cela onaa en enramo expansionaooB!Ei' será:
h' -- ®QJ_
el - \jBJEI
independiente de la altura en el punto D 1 del tramo de expansión simple C 1E 1' que es:
fCíDl
hl' = hl--\jCJEI
En la línea de onda Az' Ez', en la que todavía no se cortan las dos líneas límites de
alimentación, se procede como si fueran dos expansiones laterales independientes,
manteniéndose la altura de onda en el tramo FzCz como si no hubiese expansión y
descendiendo según sinusoides a ambos lados.
Al llegar la onda en su avance el punto P3, común a los dos límites de alimentación, las
dos- senoides son tangentes en P'3- La altura media del tramo B3D3 de no existir
expansión sería:
66
y las alturas en cada uno de los dos tramos laterales de expansión simple serán:
_riJQl
Tramo P3E'3 (Punto D3): h'3 = h3 -\jP)F:]
y el máximo de altura de la onda, teniéndose en cuenta que las dos sinusoides han de ser
tangentes en P4 y anularse en ~ y E'4, será:
4.3. REFLEXION.
a) Disiparse, como lo hace, por ejemplo, ante un fondo rugoso o una estructura
porosa.
En tres dimensiones, el caso más general puede representarlo la incidencia de una onda
monocromática frente a una pared vertical recta (fig. 4.2.7).
Linea nodol
Fig. 4.2. 7. Reflexión del oleaje frente a una pared vertical y rectilínea.
Aproximándose la onda incidente con un ángulo "a¡" se produce una onda reflejada con
· ángulo ar, que, segun la teoría lineal, resulta ser igual al de incidencia. La conjunción de
las sucesivas crestas y senos ofrecen un aspecto de agitación en rombos cuyas diagonales
son las lineas de máxima amplitud.
Pared reflejante
.,
~' '
1
1~·) 45~'
l '
' .
Se supone que en todo caso .el muro tiene superficie lisa e impermeable. Con ello se
obvian las pérdidas de energía por rugosidad y percolación.
De la teoría lineal de las ondas se puede deducir la ecuación de la superficie del agua
frente a la pared vertical.
69
Hr 27tx 27tt
r¡r = - cos ( - + - )
2 L T
. 21tX 27tt
r¡ = H1 cos- cos-
L T
Son escasos los resultados obtenidos para fijar valorres de la reflexión eri playas. Miche
( 1951) para el caso de incidencia normal propone afrontar el cálculo mediante dos
coeficientes X¡ y X2 que dependen de la rugosidad-permeabilidad y de la pendiente-peralte
de oleaje, respectivamente.
X= X! X2
1.0
0.0
0.8
0.7
x. 0.6
( ::) mox
o .•
\
\
\
\\
( ~) 0.4
\
0.3 \
''
0.2 ''
'
o.
o
1
~
•• • • • 6 7 a 9 10
--==~===========~==~~~======~~
5. PROCESOS DE MEZCLADO
Albertson (1948), al desarrollar la teoría del chorro turbulento, supuso que la distribución
de presiones era hidrostática en toda la zona de movimiento, que el flujo-de momentum
era constante, y qué el flujo era dinámicamente similar en cada sección de la región de
mezclado. ·
También se supuso que los perfiles de velocidad en la zona de mezclado podrían ser dados
por una función de probabilidad normal de Gauss. (ver fig.5.2).
donde:
11 . ~
--e
u - 2cr2
m
72
-l-~-••~-----------~~l_·~
1
Ho
117 ..
o.P./0
iJ.~--~·
1 •
-----------~--- --~=--====--===-=-:.::_.:__::_:.:.::_:__=--=-:.=-=========--
----~o-también,
u
- = exp (
.:E
)
um 2cr2
y = Ordenada normal a x
La expresión anterior es una suposición muy pobre del fenómeno, excepto en la parte
. central del chorro.
En la zona de establecimiento de flujo, se supuso que "um" correspondería a "u 0 " hasta
el punto en que los remolinos generados por el chorro de mezclado con el fluido receptor
penetraran al centro del mismo; lo que se muestra en la figura 5.3, para el caso de una
ranura.
cr
C=-
x
..!a- _1_
D0 - 2C2
D0 = diámetro
74
Bo =ancho ranura .
log 10 -
Uo
u~
-
8
= 0.36 - 18.4 r.2
o X
(ranura)
u x r2
logiO - - = 0.79-33 2 (orificio)
u. n. x
r =coordenada radial.
Las ecuaciones para la velocidad "um" a lo largo del eje del centro en la zona de flujo
establecido.
(ranura)
Um X
- -=6.2 (orificio)
uo Do
{t = 1 + 0.080 ~o (ranura)
Q x x2
Qo
1 + 0.083 Do + 0.018 D 2
o
(orificio)
. (ranura)
75
-~---~--- ~--~--- ·-------
-º-
Q.
= 0.32 _!_
o. (orificio)
Un razonamiento análogo se puede reelizar para el caso del análisis de concentraciones del
\ fluido (inicial y en cualquier punto).
C [T-C1 x-(Do/2))2
Co = exp { 2C 2x2
3
}
y
e - 1 para T< !1.c
- 3x
c. 2
X
para >6ó7
. 0o
Cm 1 Do
- --
Co 2CJ X
Este sería el caso de las aguas negras, la densidad de estas corresponde a la del agua y si
pensamos en un emisor submarino, el cual descarga el efluente en el agua de mar; exclusa
un efecto de flotación en virtud de que las densidades son diferentes (mayor la del agua de
mar).
Para chorros turbulentos, el análisis dimensional demuestra:
76
.4.e_
<oo ..Y_
11 X
f¡ no Po Nr>.
e - x r ón
c. fl <-- ==
Do Do Po
Nr)
~ n.2 g (p,-p.) u.
4
-------- ------------------
Todo-el-análisis -anterior-corresponde-a-un-chorro-descargando-en-forma-vertical;sin
momentum inicial y que la fuente es puntual.
Donde:
Dilución Inicial
Para el cálculo de esta dilución inicial utilizamos la gráfica de la figura 5.5, con las
siguientes consideraciones.
78
120
ao
100
-
----- --- -
....... 'O.U
80 ~
60
.~
1~ ,....-
50 ..... -----
~o
_..... -
¡...... ~
¡...... ............
.........
"'so
-
Cl)
........
-
o
'
_...
.
40
7 -
,::3--
l~
- -- ,
"'
....... ......
.....
1'. 40 ,!=!
::1
en
...
" -....: Cl)
30 .c.
~ .;;..;:: ..._.
Hs
Do _;::...--
---- '""' "\..
, ......
.......
\o:e
e
o
20
~
11
- 1-
¡....,
r----. ......
..... :-....
......
.......
.......
1"-
'\
\.-;
o
11
"
t-.. 2o
en111
.........
10
8
r-.:.
t-....
"
1'--..
........
r-...
8
1(
·~
2 3 ' 4 5 6 8 10 20 30 40
NF=~~~Q~==~~
; o; Jg Do<P,-Po )!Po .
Figura 5.5 Dilución Ss como una función de Hs/Do y NF para una descarga horizontal.
79
----------------------
p mar 1.010 a 1.030
Vxbd
D¡ = - -
Q
Donde:
Dispersión
Dz = _ _ _...!._
1 _ __
err , - - - - - -
3/2
[1 +2/3[3(xlb ))3-I
80
Donde:
12E
l3 = Vxb
Tiempo de Decaimiento
Donde:
t = Tiempo
En las figuras 5.6, 5.7, 5.8 y 5.9, se muestran algunos ábacos para resolver el caso de
emisores submarinos, de acuerdo a la metodología española, que en realidad aplica todo lo
que hasta aquí se ha dicho, transformándolo a sistema métrico. Para mayor aclaración, se
sugiere ver "INSTRUCCION·PARA EL VERTIDO AL MAR DESDE TIERRA DE
AGUAS RESIDUALES A TRAVES DE EMISARIOS SUBMARINOS. M.O.P."
82
50
200
..•
~ 41
;;;-
~ ..
1!
.
40
.•
z
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u
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E
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DIAIIETRO DEL
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..
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20 Q
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~ 20
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":>
Q
MININA LONGITUD
DE.L DI'U SOR
15 ..".
0:
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• 10
"'o
J
r.IINIMA LONGITUD DE
DlfUSORU ADMITIENDO
EL ZO"• DE 'Dl.APt:
•
o o
10 10 20 21 so 55 40
PAOfUNDIOAO EN LA ZONA DE DifUSORES
40
...
50
Figura 5.6
83
100
••
••
70
••
••
••
.
••
10
• o•
•
7
z
• o
u
• ::>
..J
• o
•
HORAS DE RECORRIDO
• • 4llfltl01&
•
Figura 5.7
84
.·--
--·-- -~
EsraciÓn
de ,. .-
t ro tomiento
Borro
-
..
_,
Linea de dlruooros
-- --
Lecho morno
.. ..
Dlrusaru
m s
PEN loCHO
USOR
OCEANICO
• Rf;LÍ..E
. NO. , ...•
.
LINEA
DI
6. ACARREO LITORAL
6.1 GENERALIDADES.
Uno de los puntos más controvertidos en la Ingeniería de Costas es sin duda alguna el
problema relativo a la cuanficación del transporte litoral producido por la acción del oleaje
sobre una playa arenosa.
Diferentes investigadores han tratado de encontrar una expresión que permita calcular la
cantidad de material que transporta el oleaje, basados en casos específicos que permitan
una generalización del problema, sin embargo los resultados obtenidos dejan mucho que
desear ya que los valores que se obtienen por la aplicación de las diferentes expresiones
presentan variaciones de gran consideración que no permiten la aplicación de ninguno de
ellos.
Por otra parte la obtención de los datos necesarios para la evaluación del transporte en la
mayoría de nuestros casos es muy dificil y costosa por la falta de equipo apropiado,
teniéndose que recurrir ya sea a datos de tipo general o muy limitados que no permiten
tener una idea completa del problema, por lo que ante la necesidad de realizar proyectos
en los cuales el transporte litoral es preponderante se ha tenido que recurrir a la obtención
de los elementos necesarios mediante· formas indirectas tales como los perfiles de
equilibrio de las playas.
Los resultados que se han obtenido han podido ser verificados tanto en la naturaleza
mediante la construcción de obras de retención de azolve tipo espigones, dragados o bien
por mediciones directas.
Los primeros intentos para relacionar el transporte litoral con las características del oleaje
o las condiciones meteorológicas son debidas a Munch-Petersen, que propuso para la zona
del Báltico:
Q = K V1 pv D sen u
en donde:
Watts trató de cuantificar los volúmenes acarreados por el oleaje en South Lake Wort
Inlet, de las costas de Florida, U. S. A., encontrando para el caso particular, diámetro
medio del material playero de 0.3 mm., la siguiente expresión:
QS = 240 E·0.9
1
Por la misma época, Lee en trabajos realizados en la zona del Lago Michigan encontró
que el transporte litoral podría ser expresado por la forma: ·
Q S =K E·0.97
1
Caldwell efectuó una serie de mediciones en una playa de 5 km. en Anaheim Bay,
California, U. S. A., y relacionando los volúmenes de área en diferentes secciones de la
playa con la energía del oleaje incidente encontró que:
Las condiciones de la playa estudiada por Caldwell se pueden resumir en los siguientes
puntos:
Playa sujeta a la acción de un oleaje con incidencia comprendida entre los 9 y 21°.
Material playero con diámetro medio de 0.2 a 0.5 mm., siendo el diámetro del
estrán de 0.4 a 0.1 mm.
Caldwell trató de generalizar su expresión y tomando las mediciones efectuadas por Watts
· obtuvo la siguiente expresión:
Q S = 210 E-0.8
1
88
H= altura de la ola
T= periodo
El Dr. Bajorunas realizó estudios en la zona playera del Lago Superior, donde el diámetro
característico está comprendido entre 0.2 y 0.4 mm. y propuso la expresión:
Savage realizó una serie de experimentos en el laboratorio con el fin de estudiar el proceso
litoral, mismos que fueron conplementados por Inman y Bagnold llegando a establecer la
siguiente expresión:
Q = 125 E¡
Otros investigadores han tratado de expresar al transporte literal, haciendo una analogía
con el movimiento de sedimentos en un cauce, al considerar que la corriente litoral que
produce el oleaje, tiene las mismas características y puede ser tratada con la expresión
clásica del transporte sólido de los ríos:
Hb'
donde: f= [2log 10 (1() + 1.74]" 2
e
89
--- -- . -- -·--- - - - - - -
Ke = 0:00093 m.
db = profundidad en la rompiente.
9= pendiente de la playa.
n= factor de grupo.
_ K' E¡ V1
Q¡- ( ps-p) g a'Uo
En la que
K' K" EÍ
Q¡ (ps-p) g a, sen a. eos a.
Las expresiones de Watts, Lee, Caldwell, Savage, lrman y Bagnold pueden resumirse
todas ellas como:
90
Q = K E¡ a= K (E sen a cosa )a
Larras indica ya esta dependencia del coeficiente K, ligándolo directamente con la esbeltez
del oleaje y el material playero, con la variante de que el ángulo de incidencia influye en su
7/4 es decir casi el doble del ángulo, justificando este valor, con observaciones realizadas
en el laboratorio para obtener los valores máximos del transporte litoral, hace intervenir en
forma similar el periodo del oleaje lo que representa una mayor influencia de la longitud de
onda en la cuantificación de la energía:
K p g H' L 7a 7a
Q =--( ) sen-= K E sen-
p-.{L 8 4 4
Q=KEsena ·
y la de Komar:
Q = K E 1 sen a cos a
La expresión de Eagleson tiene problemas muy particulares que hacen que su utilización
sea muy restringida a los casos en que pueda considerarse que existe un cauce bien
definido sobre el cual se originará el transporte litoral, teniendo además las limitaciones de
las propias funciones del transporte.
Como conclusión de todo lo anterior podemos indicar que existe una relación del
transporte litoral con el ángulo de incidencia del oleaje representada, de acuerdo con las
diferentes expresiones y mediciones de laboratorio, por la función sen 2 a como la más
. i"ndicada, la energía del oleaje deberá ser una función directa que puede ser representada
por la expresión propuesta por Larras, dada la facilidad de aplicación de la misma, ya que
es posible considerar que las expresiones americanas, han tenido una cierta influencia las
unas sobre las otras al tratar de indicar la acción de la energía como una función
exponencial.
El valor de K, lejos de ser una constante, es una variable en la que la influencia del oleaje
se deja hacer sentir en combinación con las características del material playero, la
determinación de este valor sigue siendo el punto critico para la evaluación del transporte
y aunque se continúan realizando estudios tanto de campo como de laboratorio a la fecha
no ha sido posible llegar a un valor en el que exista uniformidad, sin embargo los estudios
realizados en el Laboratorio Nacional de Hidráulica en Chatou, Francia, a partir de 1959,
han permitido obtener un valor de esta relación que aplicada a las costas mexicanas ha
91
-----------------------
----dado-resultados-muy~satisfactorios ya que lían permifioola evaluaeióndel transporte
litoral y en la mayoría de los casos ha podido ser verificado por diferentes métodos.
Q =k o Y: (h) gt IP t sen 2 a
Ho
en la que:
K= tienen el valor de 0.118 x I0-5 a 0.3 x I0-5 según el tipo de perfil playero,
D= es el diámetro en milímetros,
a = ángulo de incidencia,
t= tiempo de acción,
La determinación del transporte litoral seguirá presentando serias dificultades por el hecho
de que una evaluación correcta a lo largo de un cierto periodo significará la medición
completa de los oleajes que actúan en ese tiempo tanto en su amplitud, periodo, como
ángulo de incidencia, sin embargo lo anterior casi nunca será posible por lo costoso de
tales mediciones y lo laborioso de su interpretación, lo que hace que se tenga que recurrir
a otros procedimientos para poder determinar los volúmenes de arena transportadas por el
oleaje.
Dado que la mayoría de las mediciones del oleaje ·se determinan mediante intervalos
cortos, que posteriormente permiten obtener los llamados oleajes significantes a lo largo
de un cierto tiempo o bien determinar los porcentajes de acción de oleajes comprendidos
entre ciertos rangos, es posible obtener mediante una indicación adecuada de las
incidencias de los oleajes, los volúmenes aproximados del movimiento de arenas_
92
Como en nuestro caso particular no se cuenta con estaciones oceanográficas que permitan
tal información, estos datos han sido obtenidos de las estadísticas publicadas por la Oficina
Hidrográfica de los Esiados Unidos de Norteamérica sobre el estado del mar en las zonas
cercanas a nuestras playas, sin embargo ante la falta de una información completa se ha
tenido que recurrir a la obtención indirecta de las características del oleaje mediante los
perfiles playeros.
Los perfiles de equilibrio de playa con un análisis adecuado, permite obtener las
características del oleaje formador de acuerdo con el material playero de la m1sma,
pudiendo sintetizar como sigue:
El análisis de los diferentes perfiles de playa según los criterios expuestos permitirán
complementar la información estadística que se puede obtener con mediciones efectuadas
en el lugar, durante periodos no muy largos de tiempo, datos todos estos con los cuales
será factible la evaluación del transporte litoral de una manera bastante aproximada.
K
X= 9: D uJ/2 y>
Pl 2
H= altura de la ola
67
y, y, nJ/2 Si T >Te
Pl > D¡ >
93
43.5 3/2
X= v vH Si T <Te
o Pl" D¡ n
Siendo
02
r=---Xo--~
X
'-. ~ x = oy2
'<
r=---Xo--~
6.5 APLICACIONES.
En Salina Cruz, Oax., lugar en el cual existe un fuerte prolema de azolvamiento del puerto
se hicieron asimismo evaluaciones del mismo resultando ser del orden de los 750,000
m3/año cuya verificación fue posible debido a los dragados continuos que ~e realizan en el
interior de la dársena portuaria y canal de acceso.
Para fines prácticos, en el cálculo del transporte litoral se aplicarán los métodos de
LARRAS, CERC y BIJKER, los dos primeros métodos se han usado con frecuencia en
los problemas de las diferentes costas del país, el último de ellos fué desarrollado por su
autor en Delft, Holanda y a diférencia de los anteriores proporciona los volumenes del
transporte en tramos perpendiculares a la costa.
Kr = Coeficiente de refracción.
Ks Coeficiente de fondo.
m = Pendiente de la playa.
3
Ps = Densidad del material arenoso kg!m
2
Tcw = esfuerzo cortante función de oleaje y corrientes, N/m
96
u = Factor de rizo.
METODO DE LARRAS
K =0.014
. METODO DE BIJKER
n<- n
11 = =-.t:.
p
97
7. OBRAS EXTERIORES
AREAS DE AGUA
ACCESOS AL PUERTO -Bocana
-Canal de Navegación
-Fondeadero y Antepuerto
-Obras Exteriores
AREAS TERRESTRES
MUELLES Y
ATRACADEROS -Diversos Tipos
ALMACENAMIENTO -Bodegas
-Patios
-Otros
SERVICIOS PORTUARIOS
GENERALES Y ESPECIALES -Abastecimiento y Avitua-
llamiento.
-Médicos y Sanitarios
-Contraincendio, desechos
y plantas de tratamiento.
-Laborales y comerciales
-Autoridades y Pilotaje
Para los fines de éste curso nos interesa con detalle la zona de Areas de Agua .
El diseño de las obras de acceso y maniobra en la época actual debe tomar muy en cuenta
los grandes cambios que el tráfico maritimo ha sufrido en los últimos años. Como es de
todos conocido, los barcos han ido creciendo en tamaño y ahora es de lo más natural
hablar de barcos con portes de 100,000 TPM hasta 500,000 TPM. Es lógico suponer
entonces que, estos barcos requerirán de áreas y distancias de frenado mayores que los
más pequeños. Asi mismo, la maniobrabilidad de ellos requiere de áreas mayores para
mantener la seguridad en todas las operaciones.
Es pues muy importante que para el diseño de este acceso se defina con mucho cuidado el
"barco de proyecto"; con lo que quedarán definidas la "eslora", "manga" y "calado"
respectivos.
99
DETALLE 1
DE AGUA
ARE:;AS
Al O EXTERIORES
A2 BOCANAOE NAVEGACION
3 CANAL
A PRINCIPAL y FONDEAOERO
4 ANTEPUERTO CIABOGA
!s DARSENA O~
MANIOBRAS
A6 OARSENA ~ECUNDARIOS
A7 CANALES DE SERVICIOS
AB OARSENA
AREAS DE TIERRA
1
T. MUELLE E TRANSrERENCIA
T.2 ARE!c~NAMIENTO
T.3 A~MCULACIONES
T.4 ~~PARACIONES
~:~ SERVICIOS
Por otra parte, también deberán establecerse las condiciones de operatividad del puerto,
entre las cuales se pueden mencionar:
Resguardo bajo la quilla, el cual permite dejar un espacio para que el barco pueda
gobernar adecuadamente y con seguridad. (0.5 m. en fondo arenoso 1.0 m. en
fondo rocoso).
El ancho del canal de acceso depende también de vanos factores, entre los cuales
podemos mencionar:
--------------
N.B.M.I. o N.B.M.
1 1
1 1
1 1 CALADO NOMINAL DEL BUQUE
1 1 (CAPITULO 4.2)
\ 1
\ ....._____¡_..,.¿: _¡_ --1- - - - - - - - --
\ 1
\ 1 MOVIMIENTOS VERTICALES DEL BARCO
DEBIDO A lA OlA (Tabla 5.1)
d
\. _....;:,/
SQUAT (Figuro 5.5)
En términos generales no se recomienda que los canales de acceso permitan dos líneas de
navegación y se sugiere que el ancho en la plantilla no sea menor de 5 veces la manga del
barco de diseño. · ·
De todas maneras, el ancho final, así como también la profundidad deberán ser analizadas
en modelos especiales de maniobrabilidad.
El canal de acceso debe. trazarse de tal manera que la navegación se realice sin maniobras
dificiles que sean originadas por corrientes transversales a dicho canal.
El trazo ideal del canal de acceso es el rectilíneo, lo cual es casi siempre dificil, ya que las
batimetrías en general son irregularidades y hacen ¡ior lo tanto necesario el cambio de
dirección.
De preferencia, la dirección del canal deberá ser la misma que la del temporal, para que los
anchos sean los mínimos.
En el caso de requerirse curvas, estas deberán ser muy amplias y los radios de cuando
menos cinco esloras del barco de diseño.
Estas curvas, el ancho del canal también deberá ser incrementado en un ancho adicional
igual a L/40, donde L es la eslora del barco.
El abrigo necesario para los puertos ha de conseguirse mediante unas obras que impidan la
acción del mar (salvo en los casos en que se trate de puertos naturales) y que al mismo
tiempo complan con las condiciones necesarias en la entrada, evolución y giro; y que dejen
superficie abrigada suficientemente.
103
---------
==--=====DD' ~------ ----------- -------
e acuerdo-con-su-trazo-en-planta-podemos-agrupar-a-los-diques-deal5iigo en -l:;;co;;-s_ _ _ _ __
siguientes tipos principales.
Esta solución suele usarse en puertos exteriores ganados al mar, no muy alejados
de la costa, o bién cuando nó se disponga de terreno tierra adentro.
Pueden estar aislados de la costa.
~,---------------------,,
--- \
... __ , 1'
----- ------------------
Diques Convergentes
Este tipo es muy utilizado en busca de calado necesario para la boca de entrada. En éste
caso se debe tener cuidado con las áreas disponibles ya que el puerto quedará
comprendido entre las obras.
Se usa esta disposición de diques en los puertos creados avanzando sobre tierra o bien en
las desembocaduras de .ríos navegables. Ofrecen muchos inconvenientes, con
azolvamientos importantes, malas condiciones a la navegación penetración de la agitación.·
-------------
--------- ..... _,'
-------------------------------~-,
---------------'
Las obras de abrigo, de acuerdo a las características de la estructura que la constituye las
podemos clasificar como sigue:
Este tipo de dique ofrece grandes ventajas desde el punto de vista constructivo, pocos
peligros de destrozos y averías, fácil reparación de las que se originen, bajas cotas de
corona, aunque en cambio requieren la existencia de canteras en lugares más o menos
próximos, pues en caso de no existir, es necesario utilizar elementos prefabricados en las
capas exteriores, lo cual hace que se incremente el costo y el plazo de ejecución.
105
Por otra parte timbién tienen el inconveniente de que resta superfi.cie útil a la zona
abrigada, por la gran longitud de taludes.
Diques Verticales
El empleo de este tipo de diques es menos común que el rompeolas a talud mencionado
anteriormente, por las condiciones especiales de cimentación y profundidad, debiendo esta
última ser mayor de 2 H para evitar que las olas rompan contra ellos. Estos diques están
constituidos por grandes cajones de concreto, que se llevan flotando hasta el sitio de
colocación en donde se hunden y se rellenan con arena. Tienen la ventaja de no requerir de
canteras en las aproximidades, y la relativa rapidez de construcción. Pueden además
utilizarse cono atracaderos, ya que presentan paramento vertical; aunque sus anchos no
permiten que sobre la corona se realicen operaciones de carga general.
Diques Mixtos.
Este tipo de dique utiliza enrocamientos en la base y cajones de concreto sobre estos, y su
uso se restringe a profundidades en donde se obliga a romper al oleaje sobre el
enrocamiento y la energía que queda se refleja con el muro vertical.
El fenómeno que se representa sobre los taludes de las obras, y las fuerzas que se generan,
no es posible analizarlas de una manera teórica, sino que el problema se ha resuelto en una
forma empírica y los resultados que se pueden obtener han sido satisfactorios. Desde
luego, siempre es conveniente analizar los casos particulares por medio de modelos
hidráulicos de estabilidad, tanto en dos como en tres dimensiones.
Los factores que deben tomarse en cuenta para el .diseño son los siguientes: las
características de oleaje en aguas profundas, la profundidad del agua en el extremo de la
estructura, la batimetría y el peso específico del agua en donde se construirá la obra.
De los factores anteriores, uno de los más importantes es la profundidad, ya que ésta
determinaría si la estructura estará sujeta a oleaje rompiente o ya roto para una
determinada condición. Por otra parte, también la altura de la ola depende de la
profundidad por el efecto de los fenómenos de refracción y fricción de fondo.
107
Por todo lo anterior, se puede observar la importancia de estos efectos que son función de
la profundidad y que deberán ser tomados en cuenta para un buen diseño. Es importante
recordar que las condiciones de diseño para una estructura tendrán que ser más estrictos si
no se pueden permitir fallas que conduzcan a altos costos de mantenimiento.
El otro factor fundamental para el diseño de estas obras es el relativo a las características
del oleaje; el cual se puede obtener de muy diversas maneras, ya sea de estudios de
medición directa, de información proporcionada por alguna agencia hidrográfica, o de
predicción basada en condiciones meteorológicas.
Como es sabido, para una ola periódica que avanza sobre un fondo con pendiente,
eventualmente se vuelve inestable y rompe la altura y la profundidad de rompiente, son
una función de las pendientes de la playa y de la relación de esbeltez en aguas profundas.
Para el caso de las olas periódicas que se propagan en agua de profundidad constante, la
altura y profundidad de rompiente es función solamente de la relación de esbeltez. Para el
caso de ondas de tipo solitario, en aguas de profondidad constante, el criterio de rotura es
independiente de la relación de esbeltez, y de acuerdo con Me Cowan la máxima altura de
. ola en la rompiente es:
Hb = 0.78 db
Hb = 0.73 db
En las figuras 7.8 y 7.9 se muestran diferentes tipos de enrocamientoa a talud, en donde se
tienen diferentes condiciones de diseño, tales como ola rompiente, o no rompiente, con
overtopping o sin él, etc.
Dentro de las investigaciones que iniciaron en forma racional estos análisis podemos
mencionar a Iribarren (1938, 1950) y más recientemente a Hudson (1953, 1959 a 1961) el
cual hizo investigaciones extensas en el U. S. Army Engineer Waterways Experiment
Station (WES) y desarrolló una fórmula que determina la estabilidad de este tipo de
estructuras. Esta fórmula se basó en un extenso programa de ensayos en modelo
hidráulico y es la siguiente:
WrH3
W = _K_D_("'-'S-=-r--=-1):,.3-c-ot-.,-9
Wr 2560
Sr= Wagua 1026 = 2.4 95
---~-------------------·-- -· - - · - - · - ·- ---------~
Seaward Leeward
Cresl Widlh
Rock Slze
Rock Slze Layer OradaUon (lllflo}
w Prlmary Cover Uyer• 125 lO 75 H • Wave Htlght
W/2 and W/15 Secondary Cover Layar• 125 lo 75 W • Welght of lndlvldual Armor Unlt
W/10 and W/300 Flrsl Undertayer' 130 to 70 r • Average Uyer Thlckneu
W/200 Second Underlayer 150 to 50
W/4r:IJO-W/8000 Core and Beddlng Layar 110 lo 30
For concrete armor. 'Sectlons ID. 7,g, (11, (2) and 161
• Sec:tlon m. 7. 11. (7)
• Sectlon m 7. g, (81
W/10 to W/15
Crest Width
Rock Slze
Rock Slze Layer Gradallon 1')
w Prlmary Cover Layar' 125 to 75 H • Wna Halght
W/10 Toe Berm and Flral Underlayer1 130 lo 70 W• Walght of Individual Atrnor Unlt
W/200 Second Undarlayar · 150 lo 50 r • Aver-.,. Layar lhicknea
W/4000 Core and Beddlng Layar 170 to 30
En relación con el coeficiente Ko que se muestra en la Tabla 7.1, podemos indicar que no
considera daño permisible en la estructura. Sin embargo, a fin de poder tener inversiones
inciales menores es posible considerar en el diseño que se podría aceptar un por ciento de
daño, lo que equivale a un gasto de mantenimiento anual. Esto lo podemos lograr
aumentando los valores de Ko de acuerdo a lo que nos muestra la tabla 7.2.
. En la tabla 7.2 se muestran los resultados de las pruebas de daño donde H!How y-Ko
son funciones del por ciento de daño D.
En la figura 7.11 se muestra dicha variación tanto para concreto como para piedra natural.
La altura de una estructura como la que hemos analizado hasta ahora depende de si se
permite el que exista "overtopping" (salto de la ola) sobre ella.
ili
Elevotion
QUADRIPOD
¿¿Elevotion
TETRAPOD
r
Bollom Bollom
DOLOS
IDOLOSSE, plu•all TRIBAR
Elevolion
Elevolion
--TABLA-7~1-VAbORES-DE-IID-SUGERroos-PARA·~-
~-~D~I~SE;;;Ñ~o~-==~=--:_:::_::=-:
Breaklng
Wave
Nonbnaklng
Wave
Breaklng
Wave
Nonbreaking
Wave
Cot
•
Quarryaton~
SEDOoth rounded 2 Random 1.2 2.4 1.1 1.9 1.5 to 3.0
3.2 2.3 5
S1100th rounded >3 R.andoa 1.64 1.44 5
Rough angular 1 Rando11 4 2.9 2.3
Rough angular
Rough angular
)3
2
Randoca
S pedal 6
•••
5.8
4.5
7.0
2.1
5.J
•••
6.4
5
5
Parallelepiped 1 2 Speclal 1 7.0- 20.0 B.5 - 24.0 -- -
Tetrapod 5.0 6.0 1.5
and 2 Randoa 7 .o 8.0 4.5 5.5 2.0
Quadrlpod J.5 4.0 3.0
Hodlfled e u be
Hexapod
2
2
RandCHa
R.andoa
6.5
B.O
7.5
9.5
--
5.0
5.0
?.O
5
5
Toakane
Tri bar
2
1
Rand011
Unlfora
11.0
12.0
22.0
15.0
-
?.5
-9.5
5
5
Quarryatone (KRR)
Graded angular - Random 2.2 2.5 - -
CAUTION: Thoae Ko valuea ahown in italioa are unaupported by test resulta and are only provided for
preliminary de•ign purpoaea.
2 Applicable to alopea ranglng from 1 on I.S to 1 on 5.
4 The use of oingle lsy., of quorryotone amor unlta 1o not recoamended for atructureo aubject to br,.king waveo,
and only under apeclal conditiona fo~ atructurea aubject to nonbreaking wavea. When it La uaed, the atone
ahould be carefully placed.
S Until more lnformation la available on the varlation of Ko value vith alope, the uae of K0 ahould be limited
to alopea ranglna; from 1 on 1.5 to 1 on J. Some anaor unlta teated on a atructure head Lndic::ate a Ko-alope
dependenc::e.
6 Special plac::ement vith long axia of atone placed perpendicular to atruc::ture face.
Paralleleplped-ahaped atone: long alab-llke atone with the long dimenslon about 3 tl~~ea the ahorteat dlmenslon
(Markle and Davldaon, 1979).
8 Refera to no-damage crlterla (<S percent diaplaceaent 0 roc::klng, etc.);· lf no roc::klng ((2 percent) la desired,
reduce K 50 perc::ent (Zwaaborn and Van Niekerk, 1982).
0
9 Stabllity of doloase on alopea ateeper than 1 on 2 should be aubatantiated by aite-apeciflc model testa.
114
Unit O to S S to 10 10 to IS 15 to 20 20 to lO 30 to 40 40 to 50
., 2
¡~·· Hjn¡po 1.00 1.08 1.19 l. 27 l. l7 1.47 J. 56
(rough)
ITo -y
,A, & Hju!PO 1.00 1.09 1.17l 1.24l 1.32l 1.4ll !.sol
Quadripods
IDo los u¡uD=O 1.00 1.10 J. 14)' J.J7l 1.20l J. 24l 1.27 3
Breakwater trunk, n • 2, random placed armar unlts, nonbreaking waves, and minar overtopping
condiciona.
2 Values ln itaLics are interpolated or extrapolated.
·3 CAUTION: Tests did not lnclude possible effects of unit breakage. Waves exceeding the design
helght condltions by more than 10 percent may result in considerably more damage than the values
tabulated.
115
220 ;.:: . ''' :::.""le!''·.·: ::1: :::1 ,_. :.:: ·::· .•:: :1!1 : li ·::: :.:· --~- ..
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.::. 1111 1 1.' 1
T
d,
-r---
Oesiqn SWL H,
.... . ....
. :: ·. : :':·.
Para calcular este efecto, se han realizado estudios muy completos en modelo hidráulico y
los resultados se muestran en las figuras 7.13 a 7.25
Sin embargo, se puede observar que todas las gráficas corresponden a taludes lisos e
impermeables, y que en la realidad no se presenta ese caso, por lo que es necesario tomar
· en cuenta esa rugosidad, para lo cual Battjes en 1974 definió valores de un coeficiente "r"
para diferentes cualidades de superficie y las cuales se muestran en la siguiente tabla.
117
10.0 '1
9. 1
1, "!· 1 :: i
.. '~ '
ol 11
1: '1 i;
1'
'
5.0 '1 !
1::
'. " ;:·
!1
1'1
4.0
·,·
3.0
'1
2.0
11
1
1.5
!·
R
Hlo 1'
Figura 7.13
118
1O.O .--~_,...,...,......,.---,.="'"~...,...,.,..,.,..,...,..,-.,_,.,.,-,......,...,.--~-..,~,..,.,.~,..-.,...,-,.,..,-r-r.......,,..,-,...,-,-=
9.0 ¡.:..:..:~+--f--"-f----'f44'+-H-.f-,+'-lf-'+-f-~---'fcc.,-c....¡,._~ ... "'-.!".~.,_+.~,,_+,~-H+r.. t-·"-.·H--+-1
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,',: 1,0' le g·:~~~~. i' ~ m;~~ e S~@~;~~ ~1,[ l'C '"';' •.•. .•
. :¡ ··-· ·----------- ·-·-··--h-··-·--------· -
'¡ . ..... . .. . ............ _ .... .
Figure 7-9. Wave runup on smooth, impermeable slopes when d /H' .. 0.45
(structures fronted by a 1:10 slope). S O
Figura 7.14
119
' '
8.0 10.0
Figura 7.15
R
'"r1fTo
05'
e
._,
"'_,
.0.1~ 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 O.B 0.9 1.0 1.5 20 3.0 4.0 50 6.0 7.08.09.010 15 20 30 40 50
Slope 1cot 8) 1 so.illr,l958 al
Figure 7-11. Wave runup on slnooth, impermeable _slopes when d /H' • 2.0
S O
-
N
o
0.1 O.IS 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 15 30 40
S tope (col 8 1 tso~illt, 195Sol
..
122
"0. 9 .... . '111 ,. . 1111 ' .. ... ,., .. "... '1' . ""'· .. ,.
1 < 1' '1 :u.:tB111! .~111 ';¡1!11:':-,·~.. t~.,. H1n*1
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A~j'!' ··_··. • ¡:: 1 !1'1 '; •1 ·:¡¡ 11_,·'
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ll ... c.l•. ,_ 11' """ lltl
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.::: :::·. '"1'• ,ii•l
":· 11• ,~. :_·:; 'i ,·
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o. e ~;¡¡ !lll'!r 1II ~~ .i.l'
25
iiJ lli! !11 icf! :.111 i 1!l + ;;:; · 111 '11 :1;: ;¡ 1' 1111 •. 1:!1 ¡¡, 1.
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,,¡;. TII! ¡¡¡, ¡i! ii~. ¡¡i 111; 'Nli!U tt ;;;¡ ::¡:
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':'
.;, 11i1 ¡¡ 1: :,;,
il! 11!1 .,,, tll
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111 1.¡1 1111111111 111 , .• J 1 • ".;ii 1111 11
M¡m rr ::~: :;¡¡ 1111
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..... 1 1
•
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0.7 pt! ;; l 11'·¡ 11111 !illlll
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'
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H ::t.
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'i
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!fC: ;i!! illtlll!l ¡,¡,
1
::: ,;;; 1111 f8 ,¿:? '1 , !H+f,: TTrr !ll
i)il "" '" ;¡!i ¡;
·: ::: . • lih : ·~: Hll ·"
.1:! ::. :; 1 1111 ""
o.6 .,., -- . 1111 ~- .. , ":1:11 "":u·.,. ....
Ultm'11 ,1,, :!'i!ilii "_~ ..~· !!!' ·~·~ .¡,lm
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flll·
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1
Figure 7-15. wave runup on impermeable, quarrystone, 1:1.5 slope versus H~/gT 2 •
11
1
1
!
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6.0
5.0
3.0
2.0
'
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0.1 ''
0.00004 0.0001 0.0002 0.0004 0.001 0.002 0.004 0.01 0.02
See Figure 7-13, corrtclion for H'o (after_Saville, 1956)
modtl scalt tfltcl. gT2
~~¡Z.3mto~.9•- ~
0.9 F.:-:: .-e -e 1
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R 0.8 1': '. !- . .. t.4ml '
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H'o 0.7 1,.. : ¡ .. ,.
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0.00004 0.0001 0.0002 . 0.0004 0.001 0.002 0.004 0.01 0.02
H'o (alter Saville,l956)
See Figure 7-13, carreclian lar
model scale ellect. gT2
H~/gT 2
Figure 7-17. wave runup on impermeable.seawall versus •
-
N
"'
6.0 ~~~~~~~~~~--~~
5.0 l.~m
O;~ m 1-:---1
¡:::=~
4.0 o.1 ~m J._::H-I_l
.. ¡-_}-
3.0
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. 0.7m R. r·· T ~
-,:- SWL 0.9m ~-
2.0 :..;.......
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Recurved woll
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Golveston type
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0.1
0.00004 0.0001 0.0002 0.0004 0.001 0.002 0.004 0.01 0.02
See Fiqure 7-13, correction for H'o (alter Soville, 1956)
model scole elfect. gT2
H~/gT
2
Figure 7-18. Wave runup on recurved (Galveston-type) seawall versus
. ' .
1· ••
_lL
H'o
0.7
"1'1 0.6
cii'i'
e:
~
"'
:-'
0.5
....
N
0.4
0.3
O. 0003 0.0004 O. 0006 0.001 0.0015 0.002 0.003 0.004 0.006 0.008 0.01 0.015 0.02 0.03
H'o 1ofter Hudson ond Jackson, 1962)
gT2
Figure 7-19. Wave runup and rundown on graded riprap, 1:2 slope, impermeable base, versus
(data for dgfH~) 3.0).
-
N
00
11
0.1
0.0004 0.0006 0.001 0.0015 0.002 0.003 0.004 0.006 0.006 0.01 0.01' 0.02 0.03
H'o
gT2
Figure 7-20. Comparison of wave runup on ~mooth slopes with runup on permeable rubble slopes
(data for d /H' > 3 .o )
8 o
130
CARACTERISTICAS DE
LA SUPERFICIE COLOCACION r
B
w
= n kA (-)113
Wr
donde:
El espesor de las capas que constituyen a los enrocamientos está determinado por las
siguientes fórmulas:
w
r=nk~(-)
Wr
donde
Nr P Wr ¡
- = 11 ~ (!--) (-) 2 3
A lOO W
132
donde:
Es importante mencionar que como lo indican las figuras 7. 8 y 7. 9 los pesos de los
elementos de las diferentes capas están dadas por esas especificaciones, tales como que la
capa secundaria sea W/1 O y el núcleo de W/200 a W/400.
Sin embargo, se comprende que durante la construcción, es imposible lograr que los
tamaños que se obtienen de la cantera sean uniformes, por lo que los valores estimados
tienen tolerancias que fluctuan entre el 75 y 125%.
Por lo anterior, se debe rev1sar que la condición de filtro cumpla con la siguiente
especificación:
· Sin embargo, para simplificar los diseños, sabiendo que los resultados estarán un poco
dentro del lado de la seguridad se utiliza la teoría de Sainflou, que para el fondo da el
mismo valor:
Pb H
Pg - d =± 2rrd
cosh--
L
donde:
A fin de poder calcular las presiones máximas y mínimas es necesario encontrar el nivel
medio de la onda estacionaria, el cual está dado por la siguiente ecuación
¡¡ H2 3 1 2rrd
~~~ = ----¡:-1 1 + 2rrd - 2rrd 1coth L
4 senh2(L) 4 cosh2(L)
o.
- - - - - Crest
T¡¡
---· -+
SWL Llh
Pressu-e al Traucjl
Trough----
e
d
1
/
/
11 / 9
/
b,
En el caso de que exista agua con la misma profundidad en ambos lados del muro vertical
con la presencia de oleaje de un solo lado, existe una distribución de presiones hacia el
lado del mar que está dada oir (3) (2) á (7) (2). La distribución resultante de presión en el
muro vertical está dada por (6) (S) (1) cuando el agua está a su máxima elevación y por
(9) (8) (2) cuando el agua está en su mínima elevación.
La fuerza resultante R por unidad de longitud para un muro vertical así como el momento
M con respecto al fondo y el punto de aplicación 1 medido desde el fondo están dados por
las siguientes ecuaciones en las que el índice "e" se refiere a la máxima elevación de la ola
"t" a la mínima elevacion de ella.
1 H · d3
Mc- (d+Ah+H-)2 [ d + 1td ]-6
6 2
cos(-¡:-)
Me
lc=-
Rc
Rt
1
= 2 (d+t.h-H) [ d-
H
2
itd ]- zd2
cosh (--¡:-)
1 H d3
Mt = -¡¡Cd+t.h-H)2 [ d- 21td ] - 6
cosh(-¡:-)
Mt
lt=-
Rr
( --
IJ6
BTBLIOGRAFrA
American Petroleum Institute. API Recommended Practice for Planning. Designing and
Constructing. Fixed Offshore Platform: Washington, Ed. 1984
Berteaux, H. O. Buoy Engineering. John Wiley and Sons, New York 1976
C UR S OS AB I E RT OS
PARTE II
INGENIERIA PORTUARIA
Palacio de Minería Calle de Tacuba 5 Primer piso Deleg. Cuauhtémoc 06000 México. D.F. APDO. Postal M-2285
Teléfonos: 512-8955 112·1121 521-7335 521-1987 Fax 110·0173 12H020 AL 26
INDICE. PAG.
CLAS!FICACION DE MERCANCIAS . 9
DIMENSIONAMIENTO PORTUARIO 44
CLAS!FICACION DE PUERTOS 49
ROMPEOLAS 75
REt~OLCADORES 115
I~UELLES
120
DRAGADO 191
•.l
1
r,
1
cadena.
de obra en la terminal.
dar un~ estrecha relación con los costos reales de los medies
e _instalaciones de transporte, 6 bie~ depender de la fijación
de tarifas qu~ se utilice en el sistema de transporte, ya que
1
er '
es~e ~ltimo caio, las lfneas navieras, absorven parte del
costo del transporte terrestre de la~ me~cancias, en zonas di~
tantes al puerto. En este caso se pr~senta un traslape de la -
zona de influencia (zona geográfica de la que reciben y a la -
'
que envian mercancias por via terrestre).
na les.
6
6
''
~ ..
•.'
<
7
CADENA DEL COMERCIO INTERNACIONAL MAR¡.TIMO.
PftOOUCTOft ·1 CO N!U111DOPI
r-'--"1/ .
PUERTO
Q~o-·
A - PUERTO
""'
B
f.f';¡~
TRANSPORTE MARITIMO
TRAr:SPORTE DE .1
ti~ c.iC Cri-T1ERRA l. LAS CARGAS A MANEJAR SON:
Fé é:ROC.\H R1L
AUTOE\.\::SPORTE 1
f '- u·: 1r, L
CARGA GEN 'RAL
-'
FRACCIONADA
UN!TARí ZADA
¡.,[;<::0. 1
.1
CARGA ~ECA A GRANEL ~~:~~~t~s ·.
CARGA LIQUIDA A GRANEL FLUIDOS
1
CARGA PERECEDERA '
1
PASAJEROS
1.
B
TRANSPORTE
INSTP.LACIONES\ --t> .
TRANSPORTE\.,_ _.;.. 4- . . \ TERRESTRE
\ PORTUI\R IAS
I',AR ITIMO
MANIOBRAS DE
fso% CI\HGA/DESCARGA . 20%
45 % 35 % DtP.ECIIOS PORTUARIOS .·
·l50% PILOTAJE, ETC.
. . .
COSTO RELATIVO ENTR~ TRANSPORTE MARITIMO, COSTOS DE TERMINAL
HI\RITHIA Y TRANSPORTE TERRESTRE •• (SEGUN LA ASOCIACION DE CON
GRESOS DE NAVEGA~ION).
00
9
9
CLASIFICACION DE ~:ERCA~CIAS
---··---==========~==-==~~::;=:=::;:===
que la ampara como es el conocimiento de embarque. C8n·rc
lación a la carga clasificnda como "por unidades", el con
venia de Bruselas de 1924 relativa al conociffiiento da am-
barque especifíca: "El conocimiento de csbarque· cxprQS:lrá
las marcas principales necesarias para la identificación
de las mercancías, tal como los haya dado por escrit~ el
cargador antes de dar comienzo~ su carga a bordo, c:n
tal que las expresadas marcas estan impresas o puest~s
claramente en cualquier forma sobre. las mercancías no cm-
baladas o en las cajas o embalajes que las conten;an, de
manera que permanezcan normalmente :egibles hasta el tér-
mino del viaje".
11
11
\
.r
12
. - ··- - .... --- ·-- -· ···- .- .. ...... ; .• ,.T."".\10".' . _,; • -• • • • • --.,... -..
......... .,., ..
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T-
· C lA S I·f I,C.A,C I O ti . . D,E.,, C ~R. G.A S I
1
1 ..
1
' 1 t TI
1' 1 .. t: ;•_ · PELIGROSA 1
FRACCIONADA
1 1 1' ,, 11 •. r
PERECEDERA
·¡ . ~
1
CO:IT Ar-tlr:ANTE
r r ' .. .
..
'l, ,1 ,. • • • , ,._
· Hl':! 1
_. •• 1 ., • • ,, '{'
. PALETAS
!.:•·" ···.• .
SECA
• 11 1
S E CA S
••
UNITARIZADA
CONTENEDORES
{ LIQUIDA ;¡
. PERESEOERA
. .
1
..
.
;1
•
..
•
1 .•GRANEL
{ ~IECAil IZADO
NIELES 1
. L I Q U·¡ O A S
.. ,, 1 ! ... '1
GRANEL .
AGUA
. 1 1 ' ,. j
CARGA GENERAL FRACCIONADA
CARGA GENERAL UNITARIA P/\LETAS
\ { . CCNTEtlEDORES . ¡, 1.. • ,,, ' . 1 • ! . 1. • 1 ! : •
PU!(C[OEHOS Jl l'iWUUC.
PROfJUCTOS DEL flfiR
AG!tOI'LCUI\I!IüS
·
1
·¡ -
N
IlOTA: 1,· CIA~IF!f':l\r.!Or; U:iCTAO
2.· CLI\SIFlCf1C!üil S.C.T.
11
CL ;,s ;: F 1 C _.., C 1 O )'J D r: C A R G ,\ S E ~ L O S P ü S HT OS
. 1
FRACClO~ADA
'
r. C:'."-GA GI:?\ERAL
..
Cor!cncdorcs
{ Tran sborcador es
LIQUlDOS
'{ Pct roleo
A-;.r:.!re .
·
M.icl incristali-;.able
•
.. . : . .
Sal
GRANELES Carbón
V.lnerales A-;.d.r e
- l.~n¡;aneso
SECOS
P,. A¡;ricolas
·.' { Limón
Productos A gricclas Naranja
,.
•· - Ajos, etc.
~-
'
'
1 - Atun ·
Productos del mar - Cama. ron, etc.
{
t
~ \
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¡• i CRUCEROS
¡
'1'
p,\SAJEROS .
1 CABOTAJE
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1
'
14
·, EV.OLUCIO"'
•' DEL 14
~~··~·
. -· ..-... ..
. ·.,.. •·· _.
\'1'26"-50 - - - -
19'-Jo . '
• '\
\950
' ..
.
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~-----------~
196S -~---------: & -
Barcos p;)rtac.J:-.:e:-le:·J~t:~~
BARCOS
GEOMETRIA Y CARACTERISTICAS
PORTUARIAS
INSTALACIONES VIALIDAD
PUERTO PUERTO-CIUDAD
EQUIPO
DUCTO
F. e.
TRANSPORTE ECONOMIA DE LOS AUTOMOTOR.
TERRESTRE TR,ANSPORTE BANDAD
TRANSPORTE
\. 1\ N i\ T. ¡;: ~-; ....
V>
• /
•.¡· 16
CARACT E RI S T1C/rS-D E-!It.S-&~1 BA-?. GA C~I-0 Jl E S-Y-S U_AE'L I C fl CLO N__ E N_:L A - - - - - c - - - - -
INGENIE~IA ?O~TUARIA: .
carga.
y descarga en puerto.
'
p 1 u 8 a ~ r~.,~
Gancho
~v
-
Dimensiones Generales d·e una E~barcaci6n:
,_~A o. . . . "l,...P~'J~
~ ~- ¡_:__·::..-"-------1
CASETERL;
c:=:::;:n =, 1
1 1 --~~r----------·T'------~----__J
1 1( 1 CUARTO DE: 1 Bc¿e¡;;a 1
L-- _¡ 1 - - _..._ MAQUI::AS ~- __ .J
TOTAL)
DE BABOR AWlfRA
BASOR
POPA ??.C.!.
A~!DRA DE
ALETA DE
ES1!RI90:l.
c:'BIS?.TA ??.!!ICI?A:..
C:TADE?.:IAS
T
PUNTAL (P)
f';RF:O (Cc::;7ACO)
1 r:~niE?.Tt;,
t.! SCLLt~fJ·J
;:.:.~JTE:CTO?_:\
:17
17
B:JLBO
[l\J,
f-ti+, '"'"""" -------r¡ 1
THIOt! . 1 '\ CODASTE 18
H!:LlC!:
18
---=·================================~
La parte plana de la Popa facilita la construcción de la na
ga.
Popa .
. .
Quilla Es la.parte piincipal del casco, formada por un~
19
·,·
19
l.
Linea y Superfic:e
de Flotación
20
20
--·-- -,·----=-=============~================~===
~ .·:··
Calado de la Embarcaci6n.
el costado de la nave.
de en toneladas oétricas.
21
21
,._ ..
·
· ....
Desplazamiento en lastre.- Es el peso de la nava,
capaz de transportar.
•.
22
22.
- - - - ' , - - -~.---- --
(T P M).
ve.
tar el buque.
23
23
No......11o:ul....
~loyd's Register ~f Shipping
CERTIFICADO INTERNACIONAlJ)E FRANCOBORDO (1966)
.. INTERNAnONAL LOAD UNE CERTIFICATE (1 966)
· · bpedldo en virtud ele la disposiciones del Convenio lntemaclonel de 1 966, aobre Uneaa de
C.rg1, en nombre del Goblemo ele la RepOblice ele P1n1rn6. por la Uoyd'1 Reglster of Shlpplng. ·
#miH,..,., filo piDWW..II tJI filo lntMnllloMI COIWOntlon 011 Loed I.JMa. 1JU. undet rM •uthorlty tJI U..
Go-1111/N II.,Mk tJI ht111111 by U.rd"•llogllt, tJI Sh/pplnf. •
...................
_o(.,.. ...,.. (L) definida en -' llt"'lc;u~ 1(1)
, _ (IJ .. ·~,..¡"' --, ,.,
"GRAY ANTAEUS • 80 6409 • PANAMA 23.906 m•
Prancobordo •lgMdo
lf"ttlbt»>'d PJ}gn«< u: A ..w lltlp •
T1oo do b•o.. : . _
COtM:
"Tipo
esu.;~-É;,.~~-~·;;;:"II<Derd-~llll:m--
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·
1 ..~<baleN',,....,,. "IX"'B ,.,___E - . · - -".
· . lo ftO
-piJUio
T11» o/lhlp: ':IOIIUIX•Ttpt 8 CIOO.t4L :•k'W Mt *
francobonlo medklo dHde la liMa • cubienl Sltuad6n de .. anea da carga
. ,_JromDoriU..
TovplcOI 263 ... m
'*fr
---''-'2,__...m por .,clm1 da (V)
.
-
r~ . -cr¡
v...... ~-M Borde 1upertor tlt 11 linea attulldo a a. altura dal centro del anillo
u_. H,. 0/ IJttt 11 Utt ,.,_ 0/ ttntrt 0/ rlnl
.......... __!O.L......m (1¡ 7 2 · mm por debaJo de (V)
........
N..,¡,ln""""'__t5~m (ANI)
bolow(Y)
__1_2..2_-..mrri por deb~o de (V)
..,,.,-.JI_
Allintico
,__
bolow(V)
Ma..... T - -(UT) _ _ _ _...,,m por encima de (M V)
,...
T-T~
,. • ...., y.,_ _ _ __.....
m (UV) _ _ _ _..,m por encima de (V)
.
. -(MV)
-(Y)
Mad.,.._IJrlletDO _ _ _ _ ..,. (MI) - - - - . m m por debajo de (M V)
TIIDWWadlr 6eJc,w(AfV)
Mad.,._ AtlinOco Nol'llt lnwlemo----'•"'m (MAII) _ _ _ _...,m por d•baJo de ('MV)
T~ WMIW Nolfh AIJMflk bolow(MV)
NOTA: Loa tranco bordos r lneu de carga Que no Han -~ M nKHitan Nt rwndonadoa en el certtlk:ado.
NotR: Frwbt»rdl and lo.llll lfttl wltldt . . noiiPfil/tt:;abll .-d 1WJ1 M Mfat'l¡,d In 1M c:wfllc:dr.
tteduc:d611 en -out~ dytce 1*" Wot loa tnncobordoa, dlf..-.ntn del da m•dm-,.__,S._4,__~•m
_ , _ _ l/tiTIIIl(rHb<wdollllwllwrU.,_
PWa ,.,,......,..._,
.e tr.ncobordo 1*1 maderL•- - - - " ' " '
S. C*'tHica IIUII ea. buQue Ita Th,. la ID r.t1/fy Ur•t Ulla N!Jp Na
lldo ftaftado r ..,. Mn aklo
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borda Mn ,_.n aultnH W
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• 30th ()ctober 1988 -_,. . .-
2.4 .
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..,._.ldo .. .....,_..
tht
19th June 1984 •
ID* o("""'
~-- . ·' ~
24
Movimiento~ de una embarcación
-C3>
r- :...-- - :.-::-::---~
- ------
----
-
_ _ (1)
( :: )
de
- - -- -
Li~ca flotacié~
•
---',
··-- --···--· :-_-:-:_ ~------
.,' '
•.>
(1). Adrizado ·Cuando la elhbarcacién tiene el ri\isr.1.o calado er: :-: ::3 ~: pe:;:-:.
(2) Enca}):..;zcdo • - Cuando la e-::óarc=.ción ~ie~c t:.n naycr calado e:1 ;-:·.::'~ :_e e..:..:·.
(3) SentaCo - Cuando la e':lbc.rcació:l tiene u:1 m.3.yor calaGo e~ pe;:.:. --._,. e:--•
.-.
:
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'
(
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- - - - (t¡)
- - - - - - \ --------------~1-------- \.
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- -".
(t•) I:~co!".:do.- I:'lclin~1ci-:n ';'JC la c:-:-:l:,.1rc.:1ci0n r·..!c~~c ~ufrir !l3cia l.I ' . -
de La~o~ o c~:~ibor.
25
25
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«ttJ!--- --..;._~
ATRAS AVANTE
~---------------------------~
CIABOGA
26
26
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.........
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FONDEO COl! U!l A::CLA (A LA GIRA)
27
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; ..< 27
) ·~ ..
E=t
f r·
... · ..
!
l ,:,
TIPO DE: SERVICIO POR SU TRAFICO POR TIPO DE BARCO POR LA CARGA TRANSPORTADA POR EL EQUIPO DE MANEJO DE CARGA 1
CONVE!:CIO:iAL
DE CARGA { CON PLUI·1A REAL
CARGA
DC. CARGA GCNEfl.JIL NIXTOS { PASAJE
PORTA PALETAS
ALTURA
TRI\NSGORDO POR RODADURA- { CON P.JIHPA
TRANSI1011.DAOOftES (ROOL ON SIN RAHPA .
PARA CARGA UNiTARiA ROLL OF) · · ·
CON GRU1iS A BOROO (1 ~ Y 2'!-
L I 11 E A POR!A-CONTENEDORES (LIFTON/ GEilERAC!ON 1 .
m::Eivi?..IO F{JO)
LIF¡QF .· { Sltl GRUAS (2~ Y 3~ Gf!NEAACIO::)
LASI!
PORTA IJARCAZAS { SEA BEE . . .
GRIINEL EROS
CABOTAJE
PASAJEROS
T R A 11 P A
(S/í1 I::~Rf,RIO) ..
•
PESQUEROS ...
..
Gr\AN CAtlOTA~E
N
O>
29
PERECEDEROS
.,
FLETE MARITHlO.
Para :det e rrni na r -la s-·ca·ra cter'í s ti ca s -·de 1 · tiaYco óptimo para
·un transporte de carga determinado, influye la distancia a
recorrer, el volúmen anual a transportar, profundidad en -
1
la ter1:1ir.al,
.. __ etc .. Para dar una ..idea del costo del transpo:_
te se podrá observar la ;iguiente gráfica, ~os proporciona
el costo del transport.e mar'ítim_o (viaje redondo) de acuer-
do con la capacidad de la embarcación utilizada.
30
' ·•
..
·--.~--
:n
1 30
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COSTOS DE TRA:;spo;m: DE P:C:TROLEO
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( DISTA:lCIA DEL VIAJ~ R~DO:WO
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IlOTA: Los ·valores son indicativos.
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32
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Otro tipo de barco para cargas a.granel, son los barcos te~~o
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32
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Graneleros o B o
T. R. B. T.R.B.
\ Años NGm. (en ~lillones) Núm. (en ~!illones)
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GIV\.NEI. ~11 AL
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BARCOS TANQUE.
La ten Cl en e fa de-h maño-de-és-to s·:.:.ba.r_c o_s_c¡u-edo-1': n-1-a-i-n gen-i-e-
ria del detalle de barcos de 1 000 000 TPM., con la apertur!
del canal de Suez en 1970 propicio la esta-bilización en el
38
3G
En los afios 40's el barco tipo era del orden de las 1S,OCJ -
T. p. ~l.
En los 50's de 50,000 T.P.M . . A partir de 1960 se inic~l la
construcción de grandes petroleros, tales como:
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INDEPENDENCIA
D 1M E N S 10 N E S
ESl0'A TOTAl,
... 170.61 m. -- S5Q'~ 'lr!> ..
EStO;: A Pp. 16~.00 rn. - 537'8 '1 ....
MI.. ~Gi.. :
PUNTAl,
22.0:; m, -- 72'J '1, .. 41
CAtA[;ü o; Vf~¡\NO:
12.9.S m. - ~:.?' l1 ''" ..
9.~7 m, -- JJ',¡
DIRI:CCIO,N GI:NERAL: El barco esta dise~ado para el transporte de gas licuado, y amoniaco. Cuen
ta con cuatro tanques de carga, di~e~ados para soportar t~rmperaturas de = :¡.
1.
ha Sta - lo 8 ° C
CARACTI:RISTICAS PRINCIPALES: Eslora: 216.50 m.; ~langa: 32.25 m.; Puntal: 18.40 :n.; Calado en -
...
Carga con gas propano: 9.82 m.; Con amoniaco: 10.74 m.; Velocidad
con carga de ·propano: 18 nudos. ''
1
! 1
CAPACIDAD DE CARGA: Volumen Total: 52,800 m3. ; Tanque N? 1: 12,730 m3.; Tanque N?·2: 13,590 m3. :;
Tanque N~ 4: 12,890 m3~ !:
.
MAQUillAS: Propolsión:
para vapor.
20,300 l!P, a 122 r.p.m.; Auxiliares: Planta de luz 3800 KW, caldera .i
OPERACION DI: CARGA Y/0 DI:SCARGA: Disenado para transportar gas licuado tal ~omo: butadieno, pro
pileno, amoniaco; en c~atro tanques a la presión atmosfcrica.-
Cucnta con dos sistemas de tubería para la carga de dos produc
tos diferentes en t~nques Nos. 1 y 3 en los 2 y 4. Asi mismo=
cuenta con dos bombas sumergibles en cada tanque, las CUilles -
permiten
. .
efectuar la descarga en 18 hrs.
La carga y descarga se realiza a control remoto y con mo~itores
localizados en la caseta de control del muelle.
..
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500
400
300
'li\1<!'•• OJ'"
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-+-------------l·----------1'--- 1
o!>
1'1(10 1 ~17 o 19H(l N
GRt\NF.UROS
~:-..-~:.;;·.... 50 000 T.P.M.: 13.500 1 DIA
PORTt\CONTENEOORES
~-··•.. ..: ..• : ........•
15. ooo T. P. r1. : 16.000 1 OlA
·' \
44
1 47
DE .ACCESO
1
CANALES DE ACCESO
llr~f, CIRCIII_ACION 5
\------
5 r1
. .;
~ ' ~ . ~.
.. . . .
1 1
DIMENSIONES DE DA~SE~AS D~ CIABO~A
3E
/
CONDICIONES NORH~~ES /
iniAMET~O DA~SENA
CON SUS PROPIAS
~M~AO~I~II~~~~AS~------------3 F __________________~
(0~ 1 AYUDA DE IIN
REf101_ CADOR 2 ¡::
---
-------------------- ·------------------~
CON AYUDA DE DOS
REr101_CADORES l.St
l. 5 F
48
AB:;IL/1984 51
CL/\SIFICIICION DE PUERTOS POR SU FUNCION
OSTION.
f1I XTOS
1'
REQUERIMIENTOS DE
· - - - - PUEinO Tll'fJ
- . -·-- . - - . ·-- _(:_~_!!_A~ _1f:_l{ ISf_l [_A_S F .!_~!_CJ.~ .E_I!Q_T_ EC_(;_.!_~~l. _QlJ.A J _E_ OBRAS INTERIORES
2.- I·:Ain1 11-10 AIITIF!CIAL ACCJIJrl UWECTA IJE LAS NA- ROI1PEOLAS (IDH1. N~ 1 ) FIG.
REAS
B
3.- FLUV 1O llAR IT H10 ACCION DIRECTA FLUVIAL Y - ESCOLLERAS PARA PROTEC-- (IDEI1. N~ 1) FIG.
11AR IT It1A C!ON AL OLEAJE Y ENCAUSA
11!ENTO FLUVIAL - e
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ur:5ra
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1.- fARO DE RECALADA ~ ,,,
2.- CAIIAL DE ACCESO 8 7 1
1
3.- C/li :AL DE NA VEG.~C ION
4.- IJAI/S[il/1 DE CIAI;OGA
1
1
__...,........l=;:;~l: 1
5.- MIJCLLC Etl [SPIGON ~o_¡ 1 f,CI\rULCO
G.- HUELLE MIIRGINIIL 12
GU.~ Yf\1\S
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6.- r·.ur:LI.E 111\RGHII\L
7.- r.or,¡:¡;¡\ IJE Tl(~,;;r, ITil
c.rz R.- r,".T lOS
e;;,
o -
J. l)(lli.C·~ 1 STIIC IOi;{\1([1\
lO.- V!F.LIOI\0 FEI<nOVIAIUI\
11.- VJt,LJ o,~ o 1\UTOTRI\iiSPOHTE
12.- Llll!TES DEL ¡¡[(!liTO POHTUAHIO
13.- 80UEGA 11[ Cll!ISOL lilAC lON Y llESCON
SOL IIJP.ULION Dl CUIHLi'iEIJOilES -
14.- AU:ACENAMIEIHO-DE COIHENEDORES
!S.- Allif1CENJMIEIHO DE t1!11ERALES
COATZACOFILCOS
eruor.o :·rAoEr~o
,-----------
1 PULRfOS FLUVIALES
¡~~~~.~ IT H·:c._'s_ _
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-· _____ ---
---·- -- ---
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- .,...._.,..--
1 1
MOVIMIENTO DE CARGA EN UN PUERTO
R E C E P C 1 O N T I P O DE CA RGA
PRODUCTOS QUIMICOS
PETROLEO
FLUIDOS MIELES INCRISTALIZABLES
AZUFRE
.. MltERALES
1
ROMPEOLAS
ESCOLLERAS
OORAS EXTERIORES
CANALES DE NAVEGACION
BOYAS DE RECALADA
OBRAS DE PROTECCION
DE COSTAS Jl ~:::::::s
PROTECCIONES MARGINALES
MUELLES
{ MARGINALES
EN ESPJGON
{ L, T
CONTINUOS
OBRAS INTERIORES.
ALMACENAMIENTO DE CARGA { AA CUBIERTO (BODEGAS
DESCUBIERTO (PATIOS)
VIALIDAD
{ ACCESOS
ACCESOS CARRETEROS
FERROVIARIOS
SERVICIOS PORTUARIOS { AGU/\, LUZ, COMBUSTIBLE,
l
TELEFONO, AREA ADMIN l STRJ\TIVA
RECINTO PORTUARIO
{ LIMITE DEL AREA PORTUARIA
RESERVA TERRITORIAL
1 1
e L AS 1 F 1 e AC 1 ON DE MU E L L E S
•
{ MARGINALES CON TAilLESTACA
PILOTES
PLATAFORt•1Jl.S
OPERAC 1Otl
{
DUQUES DE ALBA FLEXIBLES
MI\RG!t-/ALES -
O
ESPEe IALI ZADOS EN ESPIGON 'GRANELES. ft.GR
{GRAVEDAD COLAS Y t·IINE
l CONTINUOS CON TABLESTACA
RJl.LES
PILOTES
C L AS 1 F 1 C AC I ON DE CARGAS
FRACC !O NADA
í
1
PELIGROSA
PERECEDERA
1 CONTAMINANTE
1 GRANEL
{ MECANIZADO
SEMI MECliNIZADO { PROD. AGRICGLAS
MINERALES
(7.) MI ELES
....... PETROLEO
L I QU I OA S GRANEL
{ DUCTOS GASES
PROD. QUIMICOS
'
AGUA
CARGA GENERAL FRACCIONADA
CARGA GENERAL UNITARIA { CONTENEDORES
PALETAS
GRANELES
SECOS { PRODUC. AGRICOLAS
MINERALES
2 { LIQUIDOS { MIELES, AGUA, AZUFRE,
PETROLEO Y PROD. QUIMICOS
PASAJEROS
PERECEDEROS PRODUCTOS DEL MAR
{ PRODUC. AGROPECUARIOS NOTA: 1.- CLI\S! FIC~.C !Ot/ UNCTAD
2.- CLASIFICACIOH S.C.T.
1 V1
.....
CL ~ •; 1 F 1 ~ AC 1 ON O[ 1: M O A R C A C 1 O N E S
POR TIPO DE SERVICIO POR SU TRAFICO POR TIPO DE BARCO POR LA CARGA TRANSPORTADA POR EL EQUIPO DE MANEJO DE CARGA
f CONVENCIONAL
CABOTAJE
PASAJEROS
T R A 11 P A
(S/ ITINERARIO)
PESQUEROS
GRAN CABOTJ)JE
PERECEDEROS
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Flujo d2 la lfnc3 de carg~, ~~
terminales de carga gei1Cr3l --
fraccivn,1dG , f1L!iclos y ¡;r.:tnC'!
mincr¡¡J.
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r' ele un~ tubcr·i¡i de diün:ct~o variable o dcsis~Jl' en el
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=---==-========S_C]lt-=i=cfO_d --
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lil producti vi d·Jd por atrac.1dcro e!~ pende d~l tipo y· vo
·1 C:n 0 n (! e : a r s :: , PJ. r c= e ;:~ r '.J ::t Qe ne ~~ J 1 f r a e e i o .no dJ s e e u:~
cidcr5 del or¿en de la~ ~80 Ton/diQ/b~rco. Para. gran~
les en descarga Birccta un pro~cdio de lOOJ Ton/dfa/-
!:l.:1rC·)." Si en un mucll . .~ dc·tcn.1inüdO se hJ11ar. los dos-
ti pu s ¿ e e cr 9 ~ a n te r i o r me n te "e ~~e ~ o ~e d o s , 1 a p r o ,: ·.: e t i
vidad estará en funciCn de los volu;~~ncs de (arsa de-
cada producto, conci derilndo un promcdi o a~roxi '"" da.ne!'"
te de 280-300 di as de. trabajo al aRo, pilra tomar en -
cuenta dia~ festivos descoc;postura de equi~o d&l bar-
co o de tir:rra y suspcnc·ioncs por fcno~enos metcoro16-
g i e os. El rendí ml 2r,to en 1 as opcraci on2s de carga o ~
descarga será d~l crd2n de 130,000 a 200,000 7on/a~o.
P<:n p1anear 11ucvas instalaciones
~ . de atraque es indis--
p2nsable ef2ctucr un estudio de los rendimientos ~" -
la terminal ~e carga general, ya que ant~s de progra-
r.:,,r aTl'pliJciones es necesario verif·:·car c;ue los rend.!._
mientes en las rnaniobras de.alijo sean 1~s mtis ~onv~-
. .
nicntes, ya sea aumentando la produ:tividad, el n0,~e-
rc de días lebot·ales y los turnos de trabajo. Este as
. '
pecto se podra observar en la Fig. ,>Jo. 14 que rn~,;estra
la rclaci6n entre la productividad expresada en tone
ladas-hora-gancho, el nOmero de atracaderos y en nGme
ro de. di as di spo11ibles del muelle, cO"'O ejemplo he;;~os
considerado la co~paraci6n de dos rendin1ientos, uno -
-
oe 12.5 Ton/hora/qancho y el .otro de 20.0 Ton/hora/--
gancl1o, obteniendo para el pri~cr caso 6 atracaderos-
para el manejo de 600,000 Tón./aRo y en le otro 4 ---
atracaderos.
La gr5flca ~~estrada fu~ tomada de la publfcaci6n "Port
O.-:: ve 1 op 1::.; n t " de u 11 e t a d fJ ub 1 i cado e n 19 7 8 y que fu é - -
clabor.>d,1 considcr,!ndo condicion.:s de piezas en vius-
de dcs~n·ollo.
La f~1:.c ''C" de Jlr.;,1cenJ::11L'n!o, cor::¡•rcndc la bodL'tJJ '~~..,
tl-5n:.~~o de m~rc~1nci~1s, es el clci:ll'lllO 1:1,ÍS i1:q>or·t.111~:..:!
68
,.
69
-·------ - - - - - - d C-'-U n-a-t.r-a G-J de r o.-d ~-e o-r9·~-g en cr a-1-.--To d ~ s-1-a s-a e ti v ;-d ~ ---------
·d~s cstjn concentradas d~ntp·o y al:·cd~Jo¡· ~0 1~ bcJ2-
g a , s !J pro p s ·; t o es pro te j r. r 1 il e¿¡ r ga d 0 i u llu \' i a , -
de 1 p o: 1 v o y e 1 v i,e n t o as í e o ;:ro J e d.:: ri os de e i de r, t J 1 ,, :-
·Y robos. Actua co:::o.vaso rrsu1udor c~trc los si:.tcr::óS-
(J'e +- ... u ,,~or
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i' ..L.._n ...-.:':Ir~""'
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69 ... ·., .. ..
70
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La fase "D" ó sea la ent¡·cna . ' se re1 aciana con 1 os
accesos para el transporte terrestre. y deben ser
planeados para un movimiento sin obstrucción de --
los v.ehiculos'que: llegan y salen, ya sea vacios o-
cargados, sin interferencia para las operaciones de
rnan~jo ~e carga y sin intersecciones con los p~~ios
d ~ a 1 n"; e e n J ;:; i en t o a 1 des e u!; i e r t o de b i en do e x i s t i r -
a e e es o f.- .~ i 1 a • 1as e ,1r g J s ~ 1;:: ~e en i! d il s a 1a i n te li: pE: ··
l"ie. Los ,1c~esos·tCJ'J·cstres del pncrto cs:ar5n co--
nect~dos a las redes ele carreteras y fcrrccJJ·rilc3-
..
70
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71
,. SISfE11AS 0PERAC!OIIALES EN
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T}:iUli iiAL[S Df. C/d~G/, CC:U[Ri\l
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Tf~;\NSLACIO~i ¡ ..\L~,,.:Ot;E~t,l:.~IC~JTO
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Sistcm:1 d(·nor~lin;:Llo ":\me!·Lc~no~', :tdopt.:tdo en ~1éxi.co
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Fi¡. 4.8 TypiCal ~xample of ;mal\'Silo of fnUJalariun I.Jase for suppon of rocl-mnund
breaL.water on soh Nmom.
80
81
SUMERGIDOS
SIN CORONAMIENTO
CON CORONAMIENTO.
SECCIONE S. TRANSVERSALES
81 DE ROMPEOLAS
A TALUD
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LADO MAR.
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LADO PUERTO.
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HASTA 5% ARENA.
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o 1 DISTRIBUCION DE PESOS EN UNA SECCION DEL
l. 3 D.
~ CUERPO DE UN ROMPEOLAS..
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1-o.. 7 ; :1
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TOLERANCIAS EN LOS DIAME 00
TROS DE LA ROCA. - "'
~1ATERIALES DE CONSTRUCCION llE ROMPEOLAS Y ESCOLLERAS A TALUD.
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/CORONAMIENTO
LADO t·1AR 1
Ll\00 PUERTO
NUCLEO
FONDO
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NUCLEO ELEMENTOS NATURftHS VERTIDO MARINO O COLOCACION TERRESTRE BA~CAZA, CHALAN, o CAMJON.
1
-
Núcleo
ECWAC!ON DE IRIBARREN:
P=
(coso(- seno\)3 (d-1)3
EN DONDE:
P= PESO DE LA PIEDRA EN TONS.
H= ALTURA DE LA OLA QUE ROMPE CONTRA LA OBRA ( EN METROS )
d= PESO ESPECIFICO DEL MATERIAL (TON/m3)
= ANGULO DEL TALUS CON LA HORIZONTAL. EL TALUD VARIA EN LA PRACTICA
DESDE 1.33:1 HASTA 3.5:1
N= 0.015 PARA ELEMENTOS NATURALES
H= 0.019 PARA BLOQUE_ ARTIFICIALES
e= 2v¡-i;
EN DONDE:
P= EN TONS.
d= EN TON/m3
e= EN m.
88
89
KD (Ss - 1) 3 cot 8
ROCA Ll ZA Y
REDONDEADA 2.1 1.7 1.5 a 3.0
--
ROCA RUGOSA
YANGULOSA 3.5 2.5 2.0
CUBOS MODIFI
CADOS .. 6.8 5.0 1.5 a. 3.0
ni\
U"
NUMERO K.6
DE COEFinENTE POROSIDAD (P)
ELEMENTO CAPAS. ·oE CAPA. _ _%._ __
1
ROCA REDONDEADA Y LISA 2 l. 02 38
TETRAPODO 2 1.04 50
DOLO 2 1.00 63
EN DONDE:
e.- ESPESOR CAPA SECUNDARIA Y/0 CORAZA
~--COEFICIENTE DE CAPA, QUE TOMA EN CUENTA EL TIPO DE ELEMENTOS
W.- PESO DE UN ELEMENTO, DE CAPA SECUNDARIA Y/0 CORAZA
X~- PESO ESPECIFICO DEL ELEMENTO
EN DONDE:
N= NUMERO DE ELEMENTOS POR UN AREA DET2RMINADA DEL TALUD
A= NUMERO DE ELEMENTOS POR CADA lOO m . ·
n= NUMERO DE CAPAS QUE FORMAN EL ESPESOR.
P=POROSIOAD.
90
91
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1 1.- SONDEOS GEOFISICOS
1 -ELECTRICOS
1 ',· 1 -SISMICOS
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94
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Ir<\ t1.\E) RPIC, (,r¡ twhlr, Franu)
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fi¡. 4.43 Cn~~ !>C.'l·tion thrnugh brr-at.walcr ;11 nta. · p:u · 1
at~d 11. 11".1/ulll, e;¡,.,¡ E11g¡,,,;11g, (Jrlohn, I~I)X.)
94
95
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.. -:-----N_u_cL_E_o_.-----~-~,.......,...,_ __j_L~FONDO MARINO
. . .
FASE 2.
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1 • 1 •
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1CARGA SECUNDAR lA
CORAZA
95
96
2.- PARALELEPIPEDOS
3.- TETRAPODOS
4.- DOLOS
5.- TRISAR
6.- CUADRIPODOS
7.- HEXAPODOS
8.- AK!-10N
9.- STABIT
1(1,- ACROPODOS
ELHIENTOS DE MAYOR UTIL!ZACION.
96
97
r c-¡--c-¡
1 ¡-o-,
~--'-t--1-:--¡_-o_J....j _i
c.....-.+.-c-l
Bottom [l~votion
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Sprrif•r
w~ight, pcf Wcight of individual <trnun u nito;, •~ •n.~
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~umher uf armor unÍIS pcr 1,4ltHI !!olj !"1, twu layt•n I'OIIUJum-pJan•d
::SH.I:l 1~17$i 1 1:!-1.6:; 6i.i4 42.56 :~:!.!",:1 ~6.~1~ 2:-i.:!O :W.64 HI.S4 17.11:!
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sot'RC.l: Rt'seo.n·h Rl'pon :! -1 1 . J tmc. 1!H.iH. tr.!'i. Arm) f.II¡.,'Ím.•t=r \\';uc.·n.. ·;·~~ h..¡k.'t imcnl Statiun. l>ou 01 b;L,l'd ou moclilíed cuht~ uwd in
motlt'l h.'~l~ t·uudullt.'f) 011 thc.· \\'alt·r~ot.·;¡~, l-::\¡w:rimt'lll Station.
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CUBOS MODIFICADOS
97
98
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0.277rl353'
STABIT
'•'
fi¡. 4.42 Sta bit proportiun~l dimcnsiom: (a) Sidr elevation of M a hit sinin¡;t un t"·o limbs:
lb¡ ~an plan of stabit shu~·in~ corner. Thc Mahit comprises. in en~n. four identical cor·
ncr~ _toiued along ~l·niun ¡f-.i. Thr arca shown ~hadt'd OH"rlaps ttw actjoining Corner. An
uH·rlap (nOl shown) al~o occurs wherc thC' inner r<~diu~ of thr adjacem corncr cxtcnds a
curn:sponding di~tance be\'Ond thil> sroion. (From dwp. 5:.? b) 1\. 1'. Singh, Proctrdincs of
EJn..rnth CcHif"rnu on CoaJtol En¡rintni11g, London, England, s,pum~r. 1%8.)
AKMON
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TETRAPODOS
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Stctoon A· A
fJ..,ation
7.14 14.:.N 2X.57 71 .·1:1 14~-~6 214.:.!9 21'6.71 3:i7.14 4'.!K.S7 51111.00 5 i 1.-l:t
Spcl"if1c
\OI'C.'ig-IH, pcf Wt•i).{lll uf im.lividu<JI <Jtmur uuit~. tum
1411.0 0.50 1.00 2.00 r...oo lfi.IKI 15.00 :liUIO :l.".o.CJCJ :ill.IIO :S5.00 411.110
149.5 0.53 1.07 2.14 5.:\4 10.68 16.02 21.~6 ~ti. 70 ~~-114 :l7.3X 4:!.71
156.0 0.56 1.11 2.23 5.57 11.14 16.71 2:!.2~ 'J.7.Rii 3H3 39.(HI 4-L'>i
1
162.0 0.58 1.16 2.31 5.7!1 11.57 17.36 2:1.14 2~t!-13 3t.71 40.50 46.2~1
1 .
CUADRIPODOS
100
101
CORAZA
UNA CAPA DE
ACROPODOS ).
~
TALON NUCLEO
ROMPEOLAS
FONDO
1
PLANTILLA
Volume Heigbt Weigbt Volume Prefa!>noanon N~r
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(m') (t) per m' pe! block ~cred
áfacin~ (m'r per 100m 2
(m3/m )
0.8 1.34 1.92 0.6 4.1 81.5
1.5 1.66 3.6 0.7 5.1 53
2.5 1.96 6.0 0.85 6.0 38
4 2.30 9.6 1.0 7.0 27
• 6.3 2.67 15.12 1.15 8.2 20
9 3.01 21.6 1.30 9.2 16
12 3.31 28.8 1.45 10.1 13
16 3.65 38.4 1.60 11.1 11
21 3.99 50.4 1.75 12.2 9
lnitial choice o! the size o! ACCROPODE ®
block is made by application o! Hudson's
formula:
w- w, H'
K, (Sr·! ) 3 cotan a
in whiéh the coefficient K,- 12 is adopted
for non·breaking waves, and K,-IOfor
breaking waves. .
Corrections have te be ma de te this
preliminary calculation te take into account
. notably !he effect of wave period, the bed
· slope in front Gf :he structure and the
vahdity anributed te the data determining
the design wave height.
Numerous laboratory tests ha ve shown that 1
application of the above Ko val ues in the
____,
/ ...4.' .:. .
design calculations is the equivalen! of
taking into account a safety factor of 1.36
..' ( .
with respect to the design wave helght
'--.: . ~ ~ ~ ::~~:·,:;.1:,.~;~ ->~)~.:~:-::.'.~ ~ . ··. ~_:'~(> ~:=s!'!1';~1u¡,Zt:~ :1!k.espect to
....
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ARENA
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---
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_ _ _ _ _ _.J-! \ -
___ l __ L_ __' ~___...
/ ......
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3.- VIBRACION
1\.--;
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/VIBRADOR
1
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.,. / ' ' ......
¡:
102 ¡1
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--~-==--======~~====-==-=--
--=------ =========--:==-=---:_==---==-----=-=----
- - - - - TABLESTACA 11ETALICA
. .... . •
( . .
e •
...
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CAJONES FLOTANTES
( RELLENOS POSTERIORMENTE DE ARENA).
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103 .
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sE.:. H/,RBOR
~~~~IJ 110m 1
16.0
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~ Acces~ro roodwoy
( 1
+ 4.80
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Sond bocltfill 7
Fi&. 4.57 ero.. ~ "l'ni<lll thwu¡.:h hrl·aL\\":.IICr 31 :\IJrSil el Brega. Lib~·a. Dirneno;ions in
llll'lt'r!>. (Courlr'~\ oj l'u11 Houtm .1.\.lrlfiatr~.)
: ' .. 1
r---s ~
.,.,,1
Fi¡. 4.56 ero~\ .. -o"tiull lhruu\l:h north brl·alwall'r ;JI Jh.+-in¡.:lloiJ.: Harbllr. Sln·dcll.
(Fr(•m P(/¡wr ~:? h) .ina, Úlllj.!t' and R1lwrd 1. Fn~>l, X\'lth lulnmlli<mlll Cou~-o'Trl--1 ~{.\'nl'i~al'""·
IJru.••tl,, Hl:l,:'",_)
LA KF HARBO.f
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...C /kJ~._. o."' r~J.r¿,no ·IO:C"
f'i¡. 4.59 \.ro§' u·niun thr•)U~h u=llular shrt:t-pilr. brt·OIJ.:.w;¡¡e-r at Calumrl on Lake
\lit"hi~an. ¡From Pnpl'l' i9 by Lt. Col. JI. C. T.\;,.,, Cmj>~ oj Engznt~n, L'nitrJ Stult'l .fnny,
XYlth llltl'rnatiollal Conp.-J.• vf SDI'ÍJ!aliuu. Bn...tv!.... 1935.)
oO S O
~:p_·~- .¡
lltn-al·c,wrry·•~,.. 1'0~
105
,-~--'~--- .;_
Fi&. 4.55 CttXS section throu~h suuth l.n-eOJJ.:."'·.arer al ~lilw.Julrr" on l.akt' Michigan.
tFror, Papn i!;l b_, LJ. Cvl. H. C. T)lrr, Curf" oj Enginnn. ['nitni Statt.\ Ar•)· X\-lth In!, na·
tionfJI ConguJi of ,\'angation, Brwul.s, 1935.)
106
FASE 3.
COLOCACION DE CILINDROS
METALICOS.
~---------~----
PUNTOS DE IZAJE
/
/ PLACA "ElAL! CA
1 1
1 1
1
.1
l.
\...
....... .... ___ ....,.., ,')
CILINDROS.
SISTEMA DE IZAJE Y COLOCACION
DE CILINDROS ..
106
107
FASE 4.
ELLENO DE A~ENA.
. .. . f ~
•
FASE 5.
CORONAi·1 1ENTO
/
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~.~~~¡HHt _,,
1
l
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/
/ '-----.J
107
108
SECCION
1
1
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,1 1
108
109
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·. ,.
·.
ELEVACION
PLANTA
1 l 11 1 1
1
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,,¡¡~ .. ~
•!
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_t
HINCADO CON CAMARA DE YACIO DE ELEMENTOS TABULARES
DE GRAN DIAMETRO EN TERRENO SUAVE y UN !FORME. 1 09
• ·--~---------------------------------------
.... 'f
M~ CRANE BARGE!
··----.. ~
r ...• ;: .
·'-~.
.... 1 .. Deck barges can be r
...••
~
ly built !o support o ·
crane. ThJS type of borge
1
J
•
usually has a boxed sten
which provides maximur:
f!otation while operating
crane over that end. Extr
strengthening is' providec
under the crane workmg
orea by use of addil!ona:•
bulkheads. interna! truss-
or deck !remes. Tnese bar e
oftenhavespudwel!s. w_;
en crane mats shou1d ai-
ways be u sed to further d
tribute the concentrated lo
and provide traction for t
crane. Crane barges con
also be used for transpor
tion of general cargo.
AFPROXIMATE SHORTTON
CJ..':>GO CAPAC::rY AT CRANE SIZE
McDONOUGH Fi'ILEBOARDS OF: COMMONLY
BARGE S!ZE 2' 4' 6' 8' USED
39' X IDO' Y. í 390 18[1 -- 1DO ton or less -~--
..
480 - - -··-·
_
~O'x 110' 34D
_
••
!5' X J2Q' X 8'6"
46' X 180' X 8'5"
860
1230
525
735
2DC
245 -·
!50 ton or less
!50 ton or less
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/Q' x loo· x 6'5" . - - ' _;,·L
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490 190 - - !50 ton or less
1
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1 -
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These sketches are typical e
our crane barges. Number a
arrangement of bulkhearl< a
locction of spudwells r
vary. Sorne barges are ...
raked.
110
111
INTERNA TIONAL _
LOAOLINE MARKING
_:s..,..._::""'-
(PLIMSOLL MARK)
RUBRAILS
HOME PORT
OESIGNA TION
1.11
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·····- -·· ·-···------~------------
llZ
.0 X 40' x 9'"
885
920
710
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545
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385
420
235
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lEJ' x 54' x 12' 2080 1905 }340 1375 111 o J.J'"... ___ __,¡,-.. _¡_ __;.. -· - ;·,/··
1:0· X 54· X 12' 2360 2200 !900 1600 1300
2.;0· X 72' X 16' 5240 5330 4760 4240 3710
112
113
DISPLACEMENT
short tons per loot o! draft
ISOO
lOOO
150
400
100
100 300
90
90
80
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70 150
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300
.340
2.0
44.10
48,10
8.00 2.75
27,10
31.10
5,80 2.65 0,80 ¡· 3,00
400 31.50
4
450
2.0
50.00
54,00
8.50 2.95
35.50
6.40 2.85 0,80 ! 3,20
600 55.55 37,50 '
e ¡----
6í30
2.0
59,55
9,50 3,35
41,50
7.25 3,25 0,85 1 3,60
8' 1 800 1.8 56.80 11.20 3,85 35.00 8.40 3.45 1,00 ¡ 3.50
10' 1.000 1.8 65.00 12.00 4,00 42,00 10.00 3,55. 1.20 5.00
15' 1.500 1.8 74.90 14.00 4.50 46.55 12.00 3.95 1,20 4,70
18 1.800 1.85 80.00 14.50 5.50 50.40 10.70 4.50 1.30 4.50
.,
• The t~·¡::es mari-;ej w:~h an as:ensk: are seago1ng barges. but a vers•on for use on 1nland wa!erNays can be supp:ied
r
•
•
•.. 114
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. -
-·-- ..
115
CAR,b_C_TERISTICAS-DE-UN-REMOLCA-DOR-MARINO-DE-E_UER.TO_DEL-T-IPO---~
_ _ ,,CONY-ENCIONAl;;''
DE: 50 TON. DE TIRON ESTATICO Y AUTONOMIA DE Z DIAS
115
116
---
000
•'-·
r--------
__ 1 .
-=\..-.----- --.
.
'
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....
1.16
117
· - - - - - - - - , - - - - - - - - ·-----------------
--CARACT·ERISTICAS-DE-UN-REMOJ:.¡CADOR-MARINO-DE-PUERTO DEL TIPO
CONVENCIONAL DE 38 TON. DE TIRON ESTATICO Y AUTONOMIA DE 2 DIAS •
.O 'O
000
r-'----1
"==w:.&.- - - - ....... - -!
SERVICIO RESTRINGUIDO
CAPACIDAD TANQUES:
117
..
118
•••
·-
1
(
E= 28.4 m.
INSTRUNENTOS:
M= 10.4 m.
RADAR= RAYTHEON 6410
..
DIESEL= 56 000 GALONES
118
119
. ..\
·,
..
...,
.. ~,~.,
.1. f/J" . . :---u
. . :__ Jm--,1:'
~ . ~
. r , RtmiJm . u.
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. •"lJliliWJ-_....
"l . .._11. .-
L. ·
Y .
REMOLCADOR
MARINO
.. CON·PROPULSOR
AZIMUTAL " Z "
119
120
DUQUE DE ALBA DE
AMARRE O BORNEO.
-- •
-...- -
--- - UOUE 01: ALBA DE
ATRAQUE.
_____:VIADUCTO
120
121
--~·-=-====---=======-==
____ ~OOiolOtJQ"">_
[T HH HHH ·~ ... .:..= ~ATA;OR:A ~E- T;ABAJO o
DUQUES DE ALBA DE
ATRAQUE.
D.A. Af1ARRE ..
FLUIDOS
121
122
PARAMENTO DE ATRAQUE
JUNTA DE DILATACION
(PLANTA)
GUARNICION
ISTRO
DEFENSt.S
DUCTO DE SERVICIOS:
- AGUA
-~ENERGIA ELECTRICA
- COMBUSTIBLE
123
-·------~--
~~-- ------~-~---~--~
MARGINALES
EN ESP!GON.
( PLANTA )
DEFENSAS
NFRAESTRUCTURA
~
.- . . ..
• • • o - ••
• • • • • • •• • •.. o • • • • • • '
SECCION
'o-----n -----
--
t-- ------
11
, 1 1
TABLESTACA
METALICA O DE
CONCRETO AR
t1ADO. -
:--~----:0---- -·
r--
1
------- 1 1::----
---·
lf '1 1
1
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1 ' 1 1 '1
1 1 11
PLANTA
1 '
... - 1
1 :
1 1 1
-----a..:------·
r-- - --- 1 , -- - - - 1Z3
• : : 1 :1
124
RELLENO DE CONCRETO
COLADO
~ " INSITU "
1.00 m. MINIMO
i\
BLOQUES
PRECOLADOS
···~ Y1=ULo.--_)!lLTRO
..r----~ ' ELEMENTOS
PRECOLADOS
' HUECOS.
""" '
·. · Relf~nd d":
ort:no
e
-:.. .' ·:<..:: ., :.~:_:-~ ·. ·.:-: ~ :··.·-·. ._. e
.... - ~~)-~~-~·:._~-~::,~ -~:·~:~,~~: ;i~· ·:·. • • 1•
1 - 1 1 1
Ca.sla/es ~MOS dt: R't.n/i/lo de ~ec/ro 5'/é
VISTA co11crelo s/mp/e o .30c, con asli;/lo
1 1 1
l-é'OO •l 400 1 é'OO ..¡
SlCCION TIPO
'--~f-.+-,4gv;eros .1 10
b poro /~odo
1 e 1
1------------ ...¡
0ETAI.t.E OE Bl.OQOES
OIAI~#510NE5 PE 81. oqvrs
0tMII6Jone~ o b e '
· - -· ---
Ttpo A 1'00 1~5 ?5'0
De/énso"
ckmod~m
l
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f---~
o 1
... - - - -----1
Tip 0 A j/00 ·1#0, /60, M }5.6
r- . ------\ __l __ ._ __ j~+- oer"!_f:j.__!:____o~_ a' or;vrs
Tipo 8 jllS J lB j .150 j./65]37
UUé/.1.~ IJ~ CA80TAJE
---=-=-=1=================~======-__:_·=---=--=--=-=- == =-- -1
t______ ----- 1550
f-300+~
Ele.,. .;.!J. SO 1 1
8
__e- E/e~fO.OOm
A
. -9./.Sm
1
-- ..,;-/~Y. -!LIS
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1
L
1
7l'5
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SéCCION TIPO
0/AIEAIS/ONL'S o~ 8l0Cti.U
T/po 1 Ancho Lar5o All</r<7
'
A ! ?00 1 330 !.3S
f----···---·1 --· -~---+------------ '--------
8 ' ?00 .300 ¡j(i
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Cot~tar,t,. ..
CtcA~
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z"""a u •
~ lL~E"Iol.o bE
li'\A,.CR\A\-
9~~~0 ~ t'
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,.0~0$ 'TA"A\lo S
129
130
ABLESTACA
Tb
ESPACIO
P/JUNTEO
CON MORTERO
SECCION
l PLANTA
A) DE CONCRETO
REFORZADO.
1--b---i
1
1 1
PLANTA r~ ~
~1ETALICAS . r
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130
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"':" .
131
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\J cp PE R.-l='o~Aciou-::
o.~s ~ Pt Lo1".
C\4 1 ~LOt-l.
(PA~A. \~ QQ t t.tOS )
t-to c.o"s;s, vo~ ~~ Í"6bo~ A,VX\ L\A R_t. S
C\.) Co~ A. CUA
b) co..,_ Ac;tJA ":t 41 ~b" '?A Q.A A u-\-1 ~UT 4Q.
t-L Cij 1 ~LOtJ~O ~[ {:: L Q t"-ll)I1Jt '1 t: 4 T O
~usp~IJbiO Z..o'-s l"n.
~~ LA- \4l ~CA
A~.tT~ b~ 1..~ ~iA
.b~ .P~'Yl::CTo )'S( Dt: Pn. . oTe S
TtQ H 1 \..14 · co~ -CH l +=LO\.lt: O
~tRcu 'S 1o \.l. ~\.1 \ e Q. {(~M$
~ C.O\\ ~S\ VOS
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coL-b.~o S
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c..:':::·20:::':..."::.'~r"'" 1 •
0.2<l7ol
1
1
0,104-ol ~0.292•L
1 0.20i·l 1 Id
~
Transportlng
Concrete Plles
¡ l Transportation should be erran·
ged so that the concrete pila
is subjected to the least amount
of deflection. Severa! possibilities
are illustrated here.
O~~ 1
0.292•l ! 1
0.208•\ 1 • 0.292•L
1
~L Hydraulic cyllnders are· connec-
13:i ted to compensate bearing
pressures.
136
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DE PEt·H:>e- n l L
~ SPESo~ 't>~ LA
t( O CA \ \.lnHPtRI~
(Hf't-liHO UtJ.. METI(o)
136 .
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(b\t::SEL) (V~(>of<) 1 1 1
® H 1t-.l.C.-\ bO/i.,c.1i!21:\<:tlt~
® \-{ l 1'-1 c. A. b o
-- --- -- - - - - P ~ ~- _ _'?E R e U S \ o \~ Pog v 1 B ~ACI o\.1 1 :
1
1
138
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Please note: 1 :
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The drawing and the data concerning
displacement of centre of gravity in the
table apply to normal conditions. L'
1
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1
'
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L'
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-----X -----J.-y-
Leacl can be 1
loweracl by means .
1---------x+y------·1
=ff··iL~
138
1 e - H
139
13fi
"""'J
Lead can be rotated Lead can be rotated
bymeansof bymeansof
hydraullc cyllnder drive geared hydraullc motor drlve
(adJustmg seo pe can oe selected
trom 3 ranges by pluggmg)
t. SCA ~T l L '-:o \1..\
PA QA F 1 .J A Q LA
~ 1L01'&t, y
T A e, \..~ S T A C-A S
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TA~ L'E:~TACAS.
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~ 't: ft ¡:' C'Hl..6o ~ Oe; .
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?1 LoTEADot(A
PI L..OTE
.. ; .... ,• ..... - ~.
142
143
A . ' o.
Openable Guides with Adjustable Batter Lowerable Guide
4. Pile Guides
143
144
Fbl:ed Leads Semifixed Leads Aevolving flxed Leads Revotvlng semifixed L.eads
Leads can
be lowered 1
d•stance ·a·
Outbatter lnbatter
144 Extend spotter
Raise boom
Move crane forwards
Retract spotier
Move crane backwards Lowerboom
145
••
HyClraulic
s1an1ng Gear
14!1
146
Redius
!ro m
.~centarol
· Diesel-
1:10
inbattar with outbattar with rotatad throuth 10" Tran.port poaition
larga reach tarve raach
146
147
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LAS FUERZAS EXTERNAS QUE ACTUAN" EN UNA INSTALACION DE ATRAQUE LAS PODE-
MOS CLASIFICAR DE LA SIGUIENTE MANERA:
HORIZONTALES:
VERTICALES:
151
152
EN LOS MUELLES:
--------------
DONDE SE MANEJA CARGA PESADA TAL COMO LINGOTES, PARTES DE MAQUINARIA
O CONTENEDORES, LA CARGA A CONCIDERAR SERA DE 5 ton/m2 O MAYOR. DA-
DO DE LA CARGA UNIFORME MORTALMENTE NO ACTUA EN LA TOTALIDAD DEL A -
REA DE LA PLATAFORMA DE TRABAJO DEL MUELLE. AL MISMO TIEMPO, SE BON
SIDERA UNA REDUCCION DE LA MISMA DEL 33% PARA EL ANALISIS ESTRUCTU :
RAL CORRESPONDIENTE. -
PARA LA CARGA RODANTE ES NECESARIO TOMAR EN CUENTA EL IMPACTO Y FRE-
NAJE DE LOS EQUIPOS.
LO ANTERIOR SE TOMARA EN CUANTA TANTO PARA LA INFRA COMO EN LA SUPER
ESTRUCTURA.
153
3
======~===pn;QTES-PAKA-OBRAS-MAR:IrWA"s====
A) RESPECTO AL MATERIAL
1.- DE MADERA
2.- METALICOS
l.- PREFABRICADOS
l.- HUECOS
2.- MACIZOS
D) RESPECTO AL APOYO
1 • - DE FRICCION
2.- DE PUNTA
E) RESPECTO A SU DlRECCION
JPV /28/FEB/86
'/1'/ 154
CALCULO ·DE LA RESISTENCIA ULTIMA POR FRICCION EN LA SUPERFICIE
LATERAL DEL PILOTE:
EN DONDE:
2
Ai.- ES EL AREA LATERAL DEL PILOTE EN EL. ESTRATO i, EN m •
frif"d~n blc-nl
1
1"on n•'
1
1 ()- 2.0
1
2.()- ~.0
_!......,.---
154
.. ' ' 155
VALORES DE C.
--~--- ---- --~------ -------------
TABL., 2
ARCILLAS
TABLA 3
ARENAS
Dto•id•d rela.th·•
.¡
1
· . _su_e_h.a_._·_·-----·-·.¡
_•-_1_o._________ 29t-30~ ;
1
... J~"-36":
1: : ·: : : ~,.:_· -1 so~--u·;
--¡-; - - -
l Múde50.. ···---;Muy densa. .. 41.--16-J !
;
NOTA:
EN LOS SUELOS GRANULARES, ARENA Y GRAVA LIMPI.AS. LA COHESION C• O
155
C.- ES LA COHESION DEL TERRENO, ton/mZ. 156
JI•#." Aí •260
¡1•48: #¡•180
'•
TABLA N• 1. .•.
I.II:::ICn IPrJO};
1
: Anna uniformE' audt& . ...... . 1 143 1.89 0.95
l~n:tunifL.. ,t-denaa ..... ··· ... !-75 2.09 1 05
Arena gn.duada suelta ......... ···]:59 1.99 1.00
.'-.rena grsduada densa.......... 1.8G 2.16 J. JO
1
~laterial de aCArreO, muy bien
graduado. . ..... ... ... . .... 2.12 2.32 1.20 ·t
•!
156
Arrillll. - ,_._ _:_:_J1
.•_._¡ _ 0.90
¡
SUSYt: . . . . . .
E~ dond<:
Arril1.11 orP,niCJt ,:uave . . . i - 1 58 0.80
YJ es rl rfllado unitario en eslado seco.
Art'ilb org:,nica muy suave. ! 0.70 .
1 -- 1 43
l•13 t u el peso unitario en estado saturado.
Bf.ntonit.:a Jl\1::.~·-·_·_·---~~~ --=-~-1.27~---l
0.6& y... es e) ~:.o unitario en r~tado ~umerJ!ido.
157
--=--::_::_·-~=--=-====~'===============-===..:=====-=====---
CRITERIO PARA EL CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE UN PILOTE.
--- ---- --~ .
EXISTEN DOS PROCEDIMIENTOS PARA ESTIMAR LA CARGA ULTIMA Y EN
CONSECUENCIA LA CARGA DE TRABAJO QUE PUEDE SOPORTAR UN PILOTE.
R u= Rp + Rf -----------1
1
EN DONDE:
EN DONDE:
157
158
PRUEBA DE CARGA EN PILOTES
159
160.
NO 00
.Ir~¡//~
e. '· s
~. q•
.PI.IJ/i~,; .Sv,;,. I•IJI V'•" S
I•I.SF/•'
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l•t.O !/,.,
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Co/.D T/m'
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Ar~noJJ
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Aren.1
Oen.sJ
.. <• •
F• ~&·
J•t./1/ml
.
'm
oS 1'/-"
N e"= 60 : Nq= 45 N = 46
OBSERVAMOS QUE POR NO SER UN SUELO HOMOGENEO. EL PRODUCTO
Df DEBE REEMPLAZARSE POR LA PRESION VERTICAL A LA PROFUNDIDAD
DE Lft: PUNTA DEL PILOTE.
JPV/ZB/FEB/86.
160
161
I:\(?LEO DE PILOTI:S r.:-: o:::r.. .5 :-¡_.;;::ITI\\_;s.
0
V ~ p ¡._, ( -t 1. S o-)
1 1\l ~ M 1 ( o. ~o )
~-lO
..
C:=o
c.f>= ~00
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t- Q e l\!) ~ b q:. to"
[ -::. \ 1 o~ /lM.'3
2: ? . S' -¡ "'"'-/ z
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DUQUES DE ALBA
b., 6.2. 6.,
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p ILOTES
- METALICOS
- CONCRETO
PILOTES )
F L E X1 BL E S ( PILAS )
RIGIDOS
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Hut..LLES DE MADERA.
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SECCION MUELLE
SECCION
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RELLENO
RELLENO
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MUELLE A BASE DE
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CAJONES FL.OTANTES
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Grvcso ¡....:;r."':o'e.s ,,.,,~r¡ore..:, , .90
PL.ANTA
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MUé l. t. e
175 DE CAJONES
.... 176
DRAGADO
CLASIFICACION:
-DRAGADO DE MANTENII\.fiENTO.
DRAGADO DE CONSTRUCCION +
DRAGADO INDUSTRIAL
(RESTITUCION DE PLAYAS, MEJORAMIENTO DE TERRENOS 1
MINERIA)_.
EQUIPO DE DRAGADO:
SUCCION Y CORTADOR
176
1 1
(
CLASIFICACION DE LAS DRAGAS ~IARINAS
DE CANGILONES
Chalán-grGa, con pedestal y/o oruga; (Estacionaria ó
ME CANICAS con almeja, granada o garra. Autopropulsada)
Chalán-draga mecánica sobre orugas -
con bote de arrastre: (Estacionaria)
Chalán-pala mecánica. (Estacionaria)
Chalán-retroescavadora. (Estacionaria)
·DRAGAS
Draga flotante de
Succión Simple
ESTACIONA:tiAS
Draga Flotante de
Succión con Cortadora:
E s p e e i a 1 e s (Industriales, fijas,
etc.)
HIDRAULICAS
1
1
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JP/ Jtulio 3, 1985.
....
178
M E C A N I C 0:
· H I D R A U L 1 C 0:
N E U M A T I C 0:
178
1
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Further
Cont i:-.:.tc
Muelles
Marginales T
L
Portuarias
Muelle·s
·Esp \~o~
Instalaciones para
Operaciones de Buques -
.A.marradero
Tanque.
Boyas
Con ver-. s::. or1al
CJ\L~1
Marítimas Mono-Boyas SAW
RAM
cr
Muelles .Isla
Espigon.
180
181
TREVES
1!. ¿_;.
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MUELLE MARGINAL CONTINUO {PLANTA)
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182
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183
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MUELLE E1J ES?IGON PAP-A c:r:3.'.?-:ACI~IiES·
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183
·.
184
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Amarradero Convencional.- U fcndeo de la embarcnción se
y/o descarga.
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C O S T A
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185
CABO DE AI·!ARRE:\¡
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1
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BRAZO CO~IFRENZAD~
" 1
~BRAZAO GIRATORIO
GIRATORIO ·.-. -.
DE N!ARRF:
<-.<.<-·-· -· -· -·
UNIDAD D[ DISTRI-
..1
BUCION I·IULTIPLE DE
. PRODUCTOS
1
1
MULTIPLE
1 GIRATORIO DE
CARGA
r? '
1
IP ANCLA TANDCM
PLANTA)
185
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ANCLAS ALINIA!JAS
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H - 8 m.
D - 4 M.
MANGUERA
CADENA
187
188
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M.onoboya Tipo RAM
BRAZO RIGIDO ~
CARDAN ó SHIBEL
AllCLAJE
dos.
188
La profund(dad a la que se instala una monoboya, depende de
dragado. ••
1· COSTA
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~ .. ,(É.)'IrfnRAÚÜc corpo>w¡,'Ts . ~-
:¡=.:: h ·...
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··.·_.--
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·• • ~--"~Hydrau11c
t··: i. ·· . Hydraul1c
Pumps
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Rebu11d 10,000 Hrs
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per1od1c rep1acement of bell mouth;
-suct1on· hose, sw1ng sheaves, serv1ce w~ter
suct1on
.l ___ ] pump and per~od1c c1ean1ng and pa1nt1ng, $. 7,4
l - --~ -----_~;~- r---·-· ------- ·
1 . -; . • 1 ·- -- •. - ..
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¡ ~----"- -- ..
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1:1'25 /·18 ~- •. 75 = 4~ ~PH X 3.785 = LTS/HH = 178
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o1l 5% of fue1 = • --
37
US$ per hour = $ ?. 42
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::"'-.;---_crease ·2% of fue1= .15 TOTAL LUBE & GREASE $ • 52
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Ma1n er.g1ne R & M -Cat D-399 $ ?.25
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:'ma)o:i. oyer~auls at·l,800 hours·on h1gh speed eng1nes ·and :.-.
•.. ,)2;¡, ~O Jhou;rs 'on low sp~ed eng1nes ( H1gh speed o ver 1. 200 .RPM,
.. '.
F'-=··"r' ~~~ ¡ lojw · pe+d iJ.nder 1~200 RPM), plus m1nor overhauls at one . · .. -~ ...
-
.. ~~~ _: .- . •' : ·: .. .
._·.:.- . . ,.
•• •. . • -. .· :•:. r)
Proftmdidad
máxima de -
1 4.55
dragado
16 m.
CARACTERISTICAS:
Capacidad real: 425 m3.
Velocidad de crucero: 10.8 nudos
(sin carga)
Calado en.Yerano: 4.10 m.
Calado máximo : 4.55 m.
Diametro de succión: 55 cm.
Potencia de bomba: 310 H.P.
Profundidad máxima de
dragado: 16 m.
Profundidad mínina de
dragado: 5.55 m.
Velocidad de dragado: 2/3.5 respecto
al fondo
PRODUCTIVIDAD:
Material: Arena media no compacta
Peso volumitrico: 1,850Kg/m3.
Tiempo de llenado de
la tolva: 45 min.
195
# 2 ••
196
-¡-¿.1·-
~~ ~e Q ~---L--------//1-'--../ _,..__1
Pr l..-._ . 1 3, 000 m3. .
5.85 m.
dragado .
20 m.
. .. ' .: .......... ·..... - ...·
~
CARACTERISTICAS:
Capacidad real: 2,500 m3.
Velocidad de crucero: 1.1.5 nudos
(sin carga)
Calado en verano: ..4.20 m.
Calado máximo : 5.85 m.
Dif.metro de succión: 75 cm.
Potencia de bomba: 1,470 H. P.
Profundidad máxima de
dra·gado: 20 m.
Profundidad mínima de
dragado: 6.85 m.
Velocidad de dragado: 2/3.5 nudos respecto
al fondo.
PRODUCTIVIDAD:
~!aterial: Arena media no compacta
Peso volumétrica 1,850 Kg/m3.
Tiempo de llenado de
la tolva: 66 min.
196
í 97
Eslora: 14 m.
~langa : 6 m.
Punta 1: 1.5 m.
Calado: 1 • o m.
Profundidad
Dragado: 8 m.
Potencia en
Bomba: 400 H.P.
Potencia en
Cortador: 70 H.P.
Eslora: 19 m.
~langa : 6 m.
Puntal: 1. 85 m.
Calado: 1. 30 m.
Profundidad
Dragado 10 m.
Potencia en
Bomba: 700 H.P.
Potencia en
Cortador: 150 H.P.
Eslora 25 m.
Hanga 7 m.
Puntal 2.0 m. •
Calado 1.30 m.
Profundidad
Drag:~do: 14 m.
PotC'ncia en
Bomba: 1 • 100 H.P.
Potencia C'n
CortaJor: 230 II.P. 197
. 198
Eslora 60 m.
Manga 15 m.
Puntal . 4.25 m.
Calado 3 m.
Profundidad
Dragado : 22 m.
Potencia en
Bomba : 4,400 H.P.
Potencia en
Bomba sumer-
gida : 1,000 li.P.
Potencia en
Cortador 1,200 H.P.
Potencia
Total : 7,965 H.P.
198
+-,-=:_=-====--============--===
PRODUCTIVIDAD DE DRAGAS AUTOPROPULSADAS:
1
!
La eficiencia de este tipo de dragas es alto sin embargo, 5 e
ve afectada por la necesidad de suspender el dragado para diri
girla a la zona de tiro, en donde deposita el material a fondo
pedido mediante la apertura de las compuertas que forman la par
te inferior de la tolva.
j
Volfime.n al-
. macenado en
la tolva.
....
~ -
,
1
Dura e i l.·n del
Tiempo económico dr:~gauc>.
de dra:.;ac!o.
199
..
Z(Jl
~- ·~--=------·__-_-_-_-_-________________________________________________________2_01______ ¡--_~-
.1
Caracteristicas básicas tomadas en cuenta en los rendimientos. i
f. 1
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CE
201
·, 202
'· 8
202
203
• 1000 3000
2000
utput in ubic metr,es
f solids per effective
ump-houl.
1000
203
. i
204
ipeline lcno~h :n m
..
3000
f .{
DRAGAS TIPO 8 A 12 MATERIAL "C"
3000
2000
1000
Pi~~line
3000 4000
1000 2000
TIPO 1 A 7 · HATERIA "ti " 205
.500
•oo
300
100
Pi eline length in m
1000 1500
"
"" ~"'
2000
·"'
r--...
Output in cubo e meices"""
ol solids er effect•~·e
pump-hol
r "-..
~
~
1000
- :---'\.. -~ K ~
~~r.
·)"~ ~·~
~ -....;:)--f --...__ . ' "'-...
~....._
-....__:·---' .
.
Pipeli e lcngth i m
205
-o
o
N
207
•.·.
207
208
APOYOS
SECCION
208
209
CHALAN
"" 1 l 1 _1 1 f 1 1 1 ' 1 1 1/
/
·'\
\
1
1
1
1
-' 1
CHALAN 1
1
1
--- 1
1
1
1 1 1 11 j l r,1 PLANTA
DESFOGUE
DE
209
(
MALACATE
/
'""---
ELEVACION
NAVALES - VARADERO - o
LONGITUD IN AL.
SECCION TRANSVERSAL -~BALLETE
211
ELEVACION
ft.NTEGRADP. GRADA 1
''
(
~1 \
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r
•f-:
'
1
1
j
\
1
iT o
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1
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1
/ 1 V
PL ANTA
211
212
DUOUES DE ALRA DE
ATRAQUE Y (;U lA,
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~
- - -----)
•. <
-.
1
r
1111111 11
' ---- ------
-
-....'
... PLANTA
~----------t
------- A ELEVACION
'"" .._
,
1
.~ \
r + e
\ DRAGADO PAR! HUNDit·HENTO
'- ..____
DIOI'E FLOTANTE.
---- ' 1
Fl!NCIONAMIENTO
DIQUE FLOTANTE
--
~:
~--------------~
..... .... ,:t...~··.·:··. . ·~··..
-!
·: ...·
212
213
- - - - - - - -- -
-----
y"DIC'UE DE ALBA
I!J. ,
DE APOYO
/ - - / / 7 /?''Y
<///V//~
~/'~ / / / _/_
~~--L_:~--~---
.
PLANTA
bJQUE FLOTANTE
2
r - -- ----
·u··
-~
~- ___ JI CASCO
ELEVACION
--~----------------~~-----
1
·CARRO DE
TRANSFERENC !P.
PLACA TE DIOUE
r--1 r-
2
n .-
J
SECCION DIOUE
FLOTANTE
213
214
-NIVEl AGUA
HUNDIDO
--N JVEL AGUA
EN OPERACION
-- /
/
/
(fCCJON EN
PNTENIMIENTO
1 3
--------------- ~
214
1 1
~1 1 1 1(
----~~====~~=============-=----~f~~~trl========================~z_ls____--_-~_-_--
1 1 1
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TIERRA
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1
t 1'. PLANTA.
lJ; - 1· . ltJ
AL ACATES
R!ELES
_L'_TE_A.!"SVERSAL~S __ /s INCRONIZADOS
215
216
CfSA DE
~RO'.B_As_ __
r--,
- ::.J:.C.;¡J' --...l_
!- -,, _1
CASCO
r_,-- - - --.._l
.... _ ~
~-- ---~
PLANTA
CftSCO
~ . .. •, ., ICADEROS Y
PANTOQUES
SECCION
216
_217-----~
~
-----------~==~.;_;;~~.==~,. ' NCONSTRucc GRADA ION
ELEVAC ION
GRADA
~ 11
l'
BARCO PUERTA ~
""= --
r CASCO ',
1
' ~"'
:
-- - 2
.l.
~ --- -- ... ,
---- __ ., ;l
PLANTA
DIQUE SECO
217
FACULTAD DE INGENIEAIA U.N.A.M.
DIVISION DE EDUCACION CONTINUA
C U R S O S A B lE R T O S
PARTE 111.-
ESTRUCTURAS MARITIMAS
Palacio de Mineria Calle de Tacuba 5 Primer piso Deleg. Cuauhtemoc 06000 Mexico. D.F. APDO. Postal M-2285
Telefonos: 512-8955 512·5121 521-7335 521·1987 Fax 510-0573 521-4020 AL 26
1 ND 1 CE
PAGINA
IN'ffiOIJUCCI ON 1
IMPACI'OS DE EJoiBARCACIONES 21
ES'IRIJCTURAS DE ATRAQUE 32
SISUMAS DE DEFENSAS 37
FUERZAS EN LAS AMARRAS 44.
ANALISIS DE ESTABILIDAD GENEltAL 50
CIMENTACIONES DE PILOTES 61
DUQUES DE ALBA 73
PAREDES DE TABLAES'l'ACA 81
MUROS DE ~VEDAD
• 91
REFERENCIAS 141
NOMENCLAlUV. 143
1
NO1 J J n O O M1 N 1
•
-----·- -------------~----------- ------------------------------ ~--
- 1 -
•
- 2 -
un tema tan amplio, que para su estudio sería necesario no sólo un curso,
sino una serie de cursos de especialización. Por ahora solo nos propone-
mos dar una idea general de las bases fundamentales y referencias necesa-
proyectolde las <bras Marítimas, ccm:> consecuencia del gran número de in-
•
vestigaciones que se han hecho acerca del comportÍuniento de los materia--
bastante amplios y además cada caso es WlO diferente, razón por la que no
llllchos de ellos han probado ser convenientes puesto que pocos problemas -
se han obtenido con su uso, y lo -jor que puede decirse de ellos es que
una razón adecuada para copiar las proporch ·es de diseño, puesto que ~
te proporcionarse.
1
•
•
. . .
.
'
'
'
.
- ·4-
1
•
•
- 5 -
LINEA DE FLOTACIO~
POPA PROA
-------·
ESLORA
{ L)
··~ ·------
LADO DE TIERRA
BARCO
MUELLE
CALADO
_
ID)
_L_
MANGA
18)
F i g. l
- 6 -
ría de acuerdo con las diferentes estaciones del año y diferentes partes
CRITERIOS DE CALCULO
- 8 -
durante el atraque.
estructura en operación.
- - - - - -- - - - - - - - - -~---
ESTUDIOS OCEANOGRAFICOS
- 11 -
G E N E R A L I D AD E S
ild- Topohidrografía.
¡:
1,") -Vientos
,r
c.)- Marcas
':;~
a¡- Oleaje
e) --Corrientes
,,
vir el estudio.
T O P O H l D R O G R A F I A
el fondo sea los más regular posible, siendo necesario levantar el per--
fil tipo a lo largu del trazo que se elija, así C<mXl otros dos perfiles -
que se tenga.
horizontal entfe los sondeos dependerá de la magtlitud del área que se le-
que se requiera.
- 13 -
V 1 E N 1' O S
al e-Sfuerzo tangencial que ocasiona sobre la. superficie, que junto con -
las variaciones de presión hace que el agua se mueva. Por otro lado, las
instalaciones marítimas reciben la presión del viento que viene a ser una
rrado a un muelle con una velocidad del viento mayor a 50 km /hr., siendo
que en tma monoboya se aceptan hasta 100 km/hr y para las gn.Ías operando
solamente 25 km/hr.
MAREAS
Las mareas son importantes no solo por los niveles que alcanzan sino tam--
Estos datos pueden obtenerse de las Tablas de Pedicción de Marcas que pu-
México.
OLEAJE
Por esto, se requiere realizar un análisis· ·del ole, aje para obtener su -
definir los programas de trabajo con base a las condiciones del mar bajo -
Puesto que, las longitudes de las olas de huracán alcanzan hasta 300 m, el
efecto del oleaje puede actuar en profundidades hasta de ISO m, lo cual ra-
ramente sucede en nuestro país en que la longitud de las olas es del orden
con la erosión en la playa desde la costa hasta una proftmdidad de 10 m a-- .,..
proximadamente. No obstante, en cuanto a lo que respecta al efecto de las
tan con mucha frecuencia en las costas mexicanas, recomendándose ccmo mejor
época para trabajar el período comprendido entre los meses de Abril y Julio
Las corrientes pueden ser producidas por la 6cción del viento, la varia-
tas.
nas a una tubería submarina y el claro máximo que puede soportar entre -
dos prominencias del fondo están tanbién íntimamente ligados con las ---
ria que puede ser: a base de lastre, enterrarla en el fondo con un recu
del fondo; existen varios tipos de equipo para llevar a cabo este '
por día.
- '1·
orden de 3.00 m, para arcilla blanda, 1.00 a 2.00 m;· en arena, 50 cm. en ar
L E V A NT AMI E NT O E S T R AT I GR AF I CO
' ¡
En el caso de líne.as submarinas, para que el perfil del terreno sea lo más
treo del fondo, obtener las densidades de los estratos subyacentes. Esto -
puede tanbién llevarse a cabo por medios acústicos. Todos estos datos can-
tal forma de poder determinar las ca':'acterísticas del área en estudio y po-
que: densidad del suelo st.nergido, densidad del suelo saturado, densidad
- Jll -
el casO de que se opte por utilizar pilotes, es del todo rcc~ble lle--
estudio.
P RE s·E N T A el O N DE R E e O ME N D A e I O N E S
-Variación de maN".as.
blas en cuanto a:
-fuerzas hidrodinámicas.
..
Esfuerzos~~~~;;aifdebidos a las fuerzas hidrodinámicas y peso pro-
-fallas probables~·&~~s~S'-!~IB:E!I~~C!II!IB!Ii!GiiiiJ#~'~z;];&d~.
la capacidad técnica con que se cuente para llevar a cabo los trabajos son
ESTUDIOS E S P E C I A L E S
mación será más útil mientras mejores bases tenga, es por ello que los estu
sen anstn.ñr obras marítimas en el futuro, tal como: velocidad del viento
,' :\
Por lo que respcctallos trabajos de investigación, que de hecho también pu~
den ser del tipo estadístico, consisten en obtener además de la información
- - ----------- ---
¡.
IMPACTOS DE EMBARCACIONES -·
- :a-
Las car~s laterales más importantes que debe soportar nn ~~~~.~elle son -
mas:
con las condiciones de la marea, pero en todos los casos puede con-
siderarse el viento.
· tar una colisión de ? í"O 6; 'fDf;:¡. u otra Condición más excepcional sin daño
(Ref. 1).
fensas en el impacto.
3) Det.enainacioo del ....W de esta energía que será absorbida por las
·--·---
el otro y se moverán hasta que la energía cinética del cuerpo móvil, es de--
IIIUCOO IESlOr.
ción atracar y hacer contacto con un a.Jelle u otra estructura. Hay nonnalmen
te tres posibilidades:
a) Un impacto de punta.
guc de ptmta. Con una marea considerable, una cm>arcación normalmente llega
priner impacto moviéndose hacia adelante una cierta distancia y llegar nne-
Para el cálculo del impacto con este criterio (ref. 1 y 4), lo más co-
U!D (1)
W =K--=~-
35
L, 8 y D - en ft (en pranedio)
- 25 -
-------- ----- - - - - - - - - - - - - - · - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Valores de K:
PARAMENTO DE ATRAQUE
-~
\
BARCO ATRACANDO
\
Fig. 2
- 26 -
gar al reposo:
d~ la embarcación.
solo sucede en raros casos al igual que cuando no se usan amarras en cuyo -
popa o los llamados impactos de proa se tienen ángulos entre 40° y 90°.
==--========================-==========--====------
F p PC. RAMENTO DE ATRAQUE
~~-~-~ ~~AL NIVEL DE LAS DEFENSAS
) ~--
F - R eoc::H)n al 1mpacto
f ransversal
-----·
L/4
-
L/4
------''------
L
----~· --------· ---~-
Fig. 3
:EitG ; o
F L/ 4 ; p L/8
p 2 F
p
F ;
2
(2)
do, y,
1
;
-2- IY\ ~ ( 2e::r)
E T ; me"li ( 3 )
- 28 -
F + p = m a ( 4 )
_3_ p
2
p 2
m a
3
E p = 1 p 3
( e )
2 2
1
) ( _3_
2
2
( m a 2
e )
3
1
E p = -2- mea
y de ( 31
1
Ep =
2 E T
muestra la expresión ( 5 ) :
1
E F = ~ ET ( 5 )
-- ___________________. - - - - - - - - - - - - - - - - -----
Arthur L. Baker haciendo pn!Cbas sobre duques de alba opina que para -
ccmienda que para barcos de 10,000 ton (IMI') o menos, se tome en el diseño
in-ton, ya que embarcaciones pequeñas atracan con mayor velocidad que las -
velocidad.
este tipo de desarrollos es que se tiene con ellos tma mejor interpretación
del fenómeno.
éSTRUCTURAS DE ATRAQUE
- 33 -
que se tengan que cargar o descargar los barcos cerca de las bodegas ha---
ne por objeto detener los arrastres litoralf'.s para evitar que estos awl--
indicado, ya que en esta fonna se tiene más libertad para las maniobras, y
al tenerse menores cargas verticales las pasarelas de acceso son más lige-
se auestran algunos -
Estructuras masivas:
etc. constituyéndose en esta forma IILirOS (Fig. 11!) gaviones o recllltos ce-
- 35 -
' .. .. .
lulares .' · ; - ~
Las caracterísiticas-del-terreno-en-cuam;o
sivas son el hecho de que se haga necesario ganar terreno sobre el que se
ra (Figs. 1 \~ ~G O. 4S)
Duques de Alba.-
tratos.
- 37 -
- - - - ----------
SISTtMAS Dt D~FENSAS
- 38 -
Es evidente la vent·aja ele las defensas, ¡11csto que al ser más defor-
por lo que en una estructura masiva el impacto importa más bien desde el -
ponto de vista de efectos locales y del barco en si. En los duques de al-
un cabezal pesado.
a) Fijas
b) Colgantes
e) Con pilotes
d) de gravedad
e) Otras
--- =-==__:=:::===-============================~=======
Posiblemente el caso e), es el más aceptado en el caso de quererse ab-
sorber energía en una forma sencilla y econún.ica. En gcm,ral sobre los pi-
lotes se apoya Wia pantalla de madera y éstos a su vez se apoyan en sus c2_
bczas sobre elementos elásticos CliiiO bloques de hule. Casi siaupre se pre-
sas en las cuales se aprovecha la resistencia del agua para absorber ener--
co que absorben energía combinados entre sí o con alguno de los tipos ante-
riores.
í.4nclo)
1
1 . A~ .
1
1 PA
~---=-- ==~=o=f---'---'<~=====¡
: 1
1i /
0 \
',1-- =~-- -=-=--=-=
'
1!
'---,------i
l---
' 1
i:-
---
-;.'
'~'----------~-------------
~-w=---- ~--v-~~---
Placa
. , A
!
Fig. 4
,~,------------~!' '~~----------~~''1
: ¡---------¡~---------:-
!!
41
,, . 1' 1 -;.1
,T
§..,§§i, =~-~=-===--~I~~-~=-=--~'=--=--=-~ L""'~=
~ "-! ¡; ::
¡.¡ ; 1 : ¡ :·;
!_l •_j
'1r·
P L A N T A
E J E M P LO DE DEFENSA S F 1J A S
\
- 41 -.
-- ----------·-_--~--:==================-=~=-=========-====='::::::::::
1
--r---r--,__j ir---
¡· - ____ ¡
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• 1
11
u
-~----
-~-----
'·.····.~
1'
,1
'-'
. ,,' /
/'
/ i
;
Fig. 5
,'
- 42 -
ELEVACION FRONTAL
__
._...-1
·:<
.;-: ~----
- - - - -----~
-----t:f
- ~-
l.
--~-L--1,------L--
1
S ECCIO N
- 43 -
1
----
'
1
1
\i
Fig .. 6
- 45 -
45°- 50 o
Fig. 7
0.71 F
F F e 10°/
0.69 F
.rz
0.98 F
- 46 -
Si,
e = Coeficiente de arrastre
--------p
Fig. 8
Teóricamente
V 2 1'/ A
:
2 g ó g
---
- 47 -
v2 P/A
e
2 Q ~
1
P= CÓAy2
2
(7).-
( 7 )
Donde:
sión (8) .-
( 8 )
P = 1.6 K 10
-~
A V
z
- 48 -
Dunde:
sión (9).
( 9 )
Donde:
cie mojada.
( 10 )
A , 1 S. 6 v\fiii.
Fn donde:
W= Desplazamiento en toneladas
La velocidad máxima del viento para que un barco pueda atracar c.s 12.5
expresión (11):
( 11)
Donde:
normalmente U es despreciable.
P=K'A'U 2 ( 12)
K'= 60
1/20, no obstante este valor debe depender de la forma del barco y el cala-
Suelos cohesivos.-
todos los casos se procede por tanteos, suponiendo círculos de falla (Figu--
----- -==--..,..-=..:--- -
Po máx
w
¡ /
/
/
/
/
/
MURO DE ffiA VED
.·//~·
' /
.· F ..
Fi g. 9
e
Factor de segur1dad
__
, ICcL
wx
Ql: Angula de fricciÓn 1nterna =O
----- ' , L
------
Fi g. JO
o
~ -53-
r
'~
L---- _
:
e_ ____b.l. ___ I«JELLE MARGINAL
~-~s~.;-I'IL<Yff.S
-
/
! x, w,
1
1
7
1
l ¡¿ ___ 1
1
1
7 lf-- 1- -
/
1 '
_T_C:_
1
( 11- [/
/
1
v.,
/
1
1 ~'
1
L' '\
-- ,.... 1- /---:-
~-
f- . o
'"-.,_
'-.... .......-....___ /
/
/
/--e
-- e,
'~~J.-/.
------ F i g. 11
r· , o
C1 y C2 'RESISTENCIA AL CORTANTE DE DOS ESTRATOS DIFERENTES DE ARCILLA.
FA~LA CIRCULAR
~------·
'·.
•
r¡¡
1 1
.. ------
¡----------
FALLA REAL
_::....~--~r
1 ' 1
PARED DE TABLFSI'ACA l ~·; • . 7)
Gro ve 11 le
1
1 1 1
1 1 1
'-1 1
\ 1 1
Grava
.\.. 1 ,/
.......
- ---,---,---- -~------ /
'-..-...._
~--
_J.-- 1 . _,..//
w Fig. 12
- 54 -.
•
l 1nea d e fall a c1rc
. ul ar :1 'e~, desliza a:Lrededor del centro uo" de este arco
(Flg. 13).
guientes:
ARCO abe ''[:
a) Considerar el centro de ro
11 u
tación para la falla O .
w
b) La cuña deslizante a be
se divide con líneas vertí
Fig. 13
cales en un cierto número
de seg,nentos, quizas 1 O ó
12.
al plano de la figura.
- 55 -
·para todos los elementos de la cuña que se desplaza, el total sería í.T; y ~
mando las fuerzas resistentes, el total sería tan ,i r.N + c'C, donde Í. es la -
verdadero e.S:
\f;:to;.~!J··~·~ ~ ¿.,;~'\.C\,-.;:.s•J.e::.
- '
alrededor del centro de rotación tal c.->. se 111.1es
nula no puede considerarse c.-> absoluto. &o ha reportado por ejemplo que en
factor de seguridad.
- 56 -
Así el.punto J• dentro de la masa del suelo,se considera cargado con léi of-
fig. 14
·~'<t·)l
Fig. 15
- 58 -
miento aquí descrito debe repetirse para otros centros de rotación, locali-
entonces aceptarse como el crítico, a lo largo del cual es más probable que
ocurra la falla.
1
•
Método del círculo fiJ • -
do como centro el mismo que la líneade falla'" o" (fig 16). En la Fig. 12 se -
•
Se considerará que la cohesión unitaria Cm requerida para mantener el
( 12)
fuerzas:
a) Su peso W.
-
b) Resistencia cohesional LCm actuando paralela a la cuerda. ft .
el valor de Cm así obtenido es menor que la cohesión má.rima C que puede so-
ce m es "movilizado".
plano del dibujo debe ser la unidad. Encontrado el centroide, una línea --
- 60 -
•
vertical trazada a través de él intersectará a la cohesión resultante que -
un punto Q.
los mismos.
@~;____ ~a _ _ __
1 ', \
/ r' \
Rl
1
1
1
1
e'
Fig. 16
- 61 -
1
•
CIMENTACIONES DE PltOTES
•
•
- 62 -
En general las longitudes del muelle entre juntas de expansión son gr"!!
MUE L L E
F
1M PACTO INTERMEDIO IMPACTO EXTREMO
•
Fig. 17
inclinados.
-63-
transversalmente y longitudinalmente.
zas laterales. (ref. 4). c.-, la mayoría de los suelos son comprensibles y -
distancia a no• por lo que la resistencia pasiva del spelo al principio del
F ' ..
movimiento será menor a la dada por el siguiente diagrama (fig. f8).
r , Pe-se ~r"-o..(..cc
,
K ' Coeficiente del terreno
Kfl'ah ~
o
ah
-'- h
'f::f"utr~ \~era(
Fig. 18
•
- 64 -
a 4 1 + 3 h
' 6 l + 4h
n ( 2 1/h + 1 )
f '
1 . fn
__,J S ! P• ' 6
hd
1 1 •
i
1
Pz '
4
a
1- a )
p, ( 13)
l '"""""'' '»'""'"'"
~~~
.:L ·' .. '·
\:,.-. .-:;:..?
1 ,_
Los coeficientP.s de pilotes aislados son mayores que para una pared y se
encontró en las pruebas para arena de 2.3 a 3.4 veces y para arena y arcilla
minada· de 1.3 a 1. 7 esto es debido a que los planos de falla por cortante son
•
en abanico aproximadamente a 45°.
.•
2 4 2 2
'A X - SF :>..X - 12FIXX- 4F •0
J
y
1/2 ). x' F ( 14 )
AX
1
1
X 1
1
A = ~p - )\¡<.
1 \
1
1 \
\ y ?,f =:!tan 2 ( 45° -t~)
1 \ 2
1
'\ 45° ...: ~ )
,}
• ~o de fricción ; nterrut
Fig. 20
1 t. 1 1
Si el terreno~ pobt::: '~·,:'l. ~.-!.lt·Kt ~1-fllr;~a ¿y<, ..._u¡.r'·.. r:;l'-t. . t·:·L\·J su deformación
está dada por (1 - x/h) 2s. El punto fijo "o" es el extrem> inferior.
En especial para el caso del diseño de moques de alba, el Dr. Bh.an pro~
ne el siguiente procedimiento:
- 66 -
F F F
1 1 1
'\
h '\
Xo
X '\
.i'lh '\
\ F'
CONDICION INTERMEDIA :>IX¡ ;;.,xt /\Xo
CONOICION IOEALIZAOA,X¡
CONOICION LIMITE QUE PROPORCIONA
LA MAYOR PROFUNDIDAD DE PENETRA VARIA ENTRE 1.0 y 1.26Xo,
CION Y EN LA PRACTICA SE~
SIOERA 1.2 XoPARA LAS CON
DI ClONES MAS SEVERAS.
Distribución de Presiones
Fig. 21
3er diagrama, suma de fuerzas igual a cero en el 2o. diagrama,- obtuvo sin
1
o. 300 o. 606 o. 916 1.227 2400
Xo
X¡ ( 15 )
l. 20
Xo '
•
- 67 - -- --------
- - - - - - - ----- -- - --~-----
Xo
Fig. 22
F F
llolllll--....:......--
• 1
1
Xo
1
1
1
1
1
1
L1 ___ _
>-xod
Fig. 23
- 68 -
les como arena. Algunüs experimentos indican que este ángulo depende del de -
fricción interna y su valor está entre 1/3 y 2/3. Así, sobre el pilote actua-
rán vertic,.U,.Cnte el peso de la estnx:tura, el peso del relleno en el caso de
•
que sea hueco y las fricciones indicadas en la Fig. (24).
Xo
pvtt;-
F'v
• F 1H
Fig. 24
seño. El factor de seguridad en duques de alba es bajo, 'y p.ujn hacerse traba
-------
2P , u WJ HJ ( 16 )
S t q tan ~
en donde:
1
•
1
1
1 = Longitud libre
' L
·-
h
2/3h fig. 25
fu la ref. 3 se dice:
apoyo en el rerreno.
216 EU'
Lr ( 17 )
~
vés de W1 estrato dve hacia y penetrando a otro más duro y más cuapacto, la
sistencia en la punta más bien que por la fricción en la superficie del pilo-
- 72 -
= Carga axial de
seguridad
N= Presi6n considerada
d@ punta
---------- ----------
-DUQUES DE ALBA
- 74 -
tructura.
fijación localizado a 0.3 ah bajo el nivel del terreno o bien obtenerse con
~ ; f13/3EI y el trabajo hecho por la fuerza sobre el pilote igual f::. F/2.
transmitirá al duque de alba una fracción ( "} <. 1) que depende del criterio
Wv 2 ;
"t1 Ef
2g
l::,.F F2 13 2 (18)
- = --- = 11~ = Ef
2 6 El 2g
- 75 -
cir I constante, unidos a un cabezal rígido, estos reciben una fuerza la-
Fi , ~ [Fi
[ ki
12 El
en donde ki
li3
2
( [ F ) 6 , (Ú'j)
1
2 ([ki )
obteniéndose la fuerza
F¡ = J2 EE , b
[ki (19)
lat~ral
y el momento flerionante
M; = ELlL
2
= J1{i; ki 1;
pueden ser almohadas de cables, resortes, piezas de hule, madera o una cooili
nación de éstos.
- 76 -
to del choque.
drán validez con un diseño inadecuado de las defensas. Es muy peligroso ase-
didas.
lo mismo con la menor fuerza. De manera muy amplia, estudia las secciones
de madera.
gía con pilotes inclinados, qu~ se deforman longjtudinalmcnte, qu~ con pilo-
las estructuras de los duques de alba; pero es muy importante en algunos ca-
sos considerar la torsión alrededor del centro de rigidez tal y como se pre-
senta a continuación.
vatura· en el casco de la eubarcación, la fuerza del impacto (F) actúa normal "'
del atraque.
- 78 - y
fr
o o .¿_
e ) o ( f,
'
f
.J
' o o o o
o o J¿T
o r-.
~
._.X
'·
o o o o o b
o o o o o
0.5F
-"--
PARAMENTO OE ATRAQUE_/ L e
1
Figura 27
sión el siguiente:
J = [k y x2 + [k X/
Fx = l 0.5 F + Fe ! 0.5 Fb
[kx J yl
kx (20)
Fy =
lL:Y +
Fe +- 0.5 Fb
J
x] ky
- 79 -
y la reacción tot-al
ri =
1
2
FA
1
IC = ---,-------':........,----2
1 1 e
( 21 )
~ + ky + J
12EI
ki
13
E - Módulo de elasticidad.
- 130 -
3 El
ki
13
ki .... 00
miten el impacto a la estnx:tura 1el cual es a su vez resistido por los pilo-
N¡
N¡ N¡
.-1-M¡
-
Fi
1
1
F¡
1
l;
1 k¡-co
1
1 M¡=F¡~
...,!'1 _.fl
."'+-M¡ '+-Mi \P¡
N¡ N¡
Figura 28
.PAREDES DE TABLAESTACA
- 82 -
ncr las presiones horizontales qu~ actúan sobre ella. Para suelos granulares
cia de estas dos. Para suelos cohesivos las gráficas son también líneas rec-
profundidad h
- 83 -
mento de presión pasiva en tal forma que la obtenida con la fórmula de Ranki-
De acuerdo con las fórmulas de Rankine y para que exista equilibrio los
T T
T ENSION DEL
ANCLAJ
T; -T
1
f
1\
1
¡\ H
1
H 1
i 1 \
1 ¡-\
\
:// \
h
'
~
\
1 AIHi+¡· h)
/ '
/ ! G
lh
/ ! !
L------1...---~
1 :Ap- ")..d h
H-ALTURA REAL
ACTIVA Y PASIVA
Fig. 29
En general tanbién deberá considerarse la presión resultante debido a 1
diferencia de niveles del agua del lado de tierra y del lado de agua.
Como antes dijimos para desarrollar la resistencia pasiva debe haber mo-
vimiento y, puc..sto. que dicho movimiento en el frente del muro será mayor al -
el terreno que serán función del modúlo de elasticidad del suelo y las propi~
dades del muro. Puesto que el módulo de elasticidad del suelo es raras veces
del suelo.
ó 2 ft. abajo de la superficie del terreno, como una tolerancia tosca contra
a,'o,C1 ~-\C. "/ calculándose la fuerza sobre la tablest.aca en cada tma de las áreas.
- 85-
----------------
/
/
/
/ 1
/ /
/
01
~
b
T -··
e e o o 1 2 3 4 5
MOMENTO FLEXIONANTE OEFORMACION
ol r
-+-+-.-
J
Fig. 30
- 116 -
Se trazan líneas horizontales por los centroides y sobre ellas se marcan lat
puede así trazar el polígono funicular de momento flexionante que tendrá una
Habrá entre estos puntos otra ordenada cero, el punto de inflexión, arriba
vertical (lig. 30). Este diagrama corta el eje G Q en J abajo del ancl~
----_--
__-___
-_-_--_-_-~------==-----~~~~---_- ____________________
----- --
del anclaje en O (Fig. 31), se traza una linP~ tangente a la curva en algún
Escala de ~o1entos
r : Distancia polar
EL = Escala lineal
Er = Escala de fuerzas
11105 con buena aproxiniación obtener la base del políguno ftmicular para con~
tivo a negativo existe una condición gobernante que es la suaa de los momen-
tos alrededor de tm punto fijo debe ser cero. Puesto que el punto de anclaje
5
EXTREMO FIJO
f 6
M. FLEX .MAX.
7 EXTREMO LIBRE
6 SEMIFIJO
9
10
n
11
1
11
12
1
13 11
'1
z
'
P R ESI ON
ACTIVA
PRESION //
PASIVA-</
< 13
Fig . .31
- 89 -
gono de vectores con una paralela trazada desde el polo a OJ!. El análisis -
ML2
(22)
lOE!
- 90 -
donde:
claje.
~ableslaca.
integración numérica.
. .
- 91 -
MUROS DE GRAVEDAD
•
•
- 92 -
dad.
•
_. __ ¿
RECUBRIMIENTO DE PIEDRA
NIVEL DE LA CORONA
RELLENO DE TIERRA
NIVEL MEDIO DE ALTA MAREA
RELLENO DE PIEDRA
: ,.,.
CONCRETO SIMPLE DE
MAYOR RESISTENCIA
SECCION T R ANS VE R S A L
F i g. 32
- 94-
•
RE C U 8 R 1M 1E N TO LOSA DE CONCRETO ARMA
NI VE L DE LA CORONA-;·
..
~:~,: .•
.,
.. ·. t~·E.· .
NI V. />1EDIO DE ALTA MAREA
·u
. .. 1
¡~
; ~
'
" :;.•. ' .. :. ~
-' .
'
RELLENO DE PIEDRA
'····
:···
,.
-
-. .}~,:;.'
- .. ' -:.,.·. . .. ~
..:
l::; .
,. '•.
CONCRETO
h .. -:·.•: CICLOPEO \1 PILOT ES
NI V. MEDIO DE BAJA MAREA
1
l
1' BLOCKS PRECOLADOS
•
1
:s.-
NIV . DE DRAGADO
l¡i!ll/1 /1
.: .. COSTALES RELLENOS DE CONCRE TO
SECCION TRANSVERSAL
•
1 1
•
....-
1 1 1 1
1
PLANTA DE BLOCKS
F i g. 33
- ·95-
.,
CAJON \
p L A .N T A
MAREA
U-~~~~~~-~ MAREA
A GUA
PUNTA DE ACERO
SECCION TRANSVERSAL
Fi ¡¡,. 34
- 96 -
CON CR_g_~_A?_IVO
NIVEL MEDIO DE
ALTA MAR EA
S E CCION L O N G TUDINAL
NIVEL MEDIO DE
ALTA MAREA
BAJA MAREA
•
LADO DEL AGUA
SECCION TRANSVERSAL
Fig.JS
- 97 -
1
•
•
- 98-
nuelles para carga general o las tenninales para pasajeros, en los cua--
ga general resulta demasiado pesado y costoso. puesto <pe 1 como antes di-
P L A N T A
•
Nivel de lo cubierto
SECCION A- A
•
Nivel de lo cubierto
Pilotes •d~e~dl_!e~fei!Jn.~sa~flj~i=fJ~=irm:==~~~;~~d
.. .: Nivel medi2__~ a·11 a ae
m r a
Nivel medía del mar
Nivel medio de bajo mareo
~,.;=-
Defensas de gravedad
Pilotes de defensa
Pilotes
Fondo del mor
1 Nivel de dragado
u 1 \\
¡ 11 \\
V•
SECCION B- B
Fig. 36
- 100-
tales ó).· ' acceso que deberá diseñarse para dicho efecto, o
la p~sar~\d :ii''.
bien déberá proyectarse una plataforma muy rígida y por lo tanto costosa.
En cualquier caso el sistema de defensas debe ser muy efectivo, c.-. el t_!
T
!
1'
.
NIVEL MEDIO DE
ALTA MAREA
\
1
1
1
:'
p --
NIVEL MEDIO DE
J
aAJA MA-REA
..
1
•
1 -
1 1 1
Ni ve 1 de d rag_gliD - --- . - - ' - L-
: 1
1
1
1
1
1
1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1
~
1
1
w 1 1 1
r
--~"'"'
5
:¡;O:
1
1
1
1
1
1
1
1
1
' 1 --
a:>- 1 1 1 1 1
o"' ,_,
1 l '
J----~.J
1 1
.... ...,
11
...
«o ·- ~-..:
"'a.
!_r" --
..J
SECCION A-A
A
ci::-:.·.J DEF E N S A S DE GR A V E OA O
,...
..... -- __,
---,
Fig. 37
·· 1 ot ..
Acceso de Acceso de
Tuber(o s
.,- ' -', :..:::..:¡--, ~ '
.
veh1culos
...
l
_t
,'pe o tones
7'
L M"··.
. . . :j
ll
c/1 \
1
. - 1
1
'
Nivel medio del mor \ -
i'
11-- _ p 1 1 ot e 5 \1
1 ----1
,;,111 \ 1
1 11
1\1
'\.\'1
1
lli
(
~.....
: . ....
·.
•..
\ ., \ .......
..... ......
..... '\
.
. \
·, \ ..... ··.•.. ·· .. ·.......
·,
Fig. 38
- 103 -
OFICINA ~SANITARI~S
11 11 ALMACE
ll 1 J 1 'L
~ \\
NIV. DE EA BAJA ME A. \\'
F =~
•
PILOTES
PLATAFORMA DE Of'EL!.Cic:\,'.¡
FO ,,, ~¡íif~~·
\\
-r-
-
¡J.
.1~ \\\ 1'111
\~\ ¡1'' 1
1 "'
1
LINEA DE
--
ATR~E.-t(' 'l!l
~1 1
,,, 1
\\ 1111
DEFENSA¡.-..
;•;.¡---- -
- • --;LACA
SUPE RIOR
i~r- ~
'•
Í~' ,1
PILOTES
11/ TUBULARES
Jl\
!.~ NIVEL O ALTA MAREA ME OlA
\'··
~
- ~
~--
"·:·.
,-,1,
":"','
__
.,;..·,--- --
..;LACA
INI'I'R IOR
/
.:_..
-
B~
OU Q UE DE A L B A
NIVEL O BAJ MAREA MEDIA
--
--
-· -- I::>E. t>. "í E. A. ~ 0 .E
- ---<1
SECCION B-B
Fig. 39
•
rencia 1tubos circulares que son los más económicos en cuanto a peso de ~
•
cero necesario, pero si se dificulta su fabricación,la sección cuadrada_,
;
a.;.é. __ ... ~ ::"' '/" ' • -.. 1
•
1 - \, '
~~-~. "'::>0-\
han tenido gran aceptación en los últimos años tanto por su sencillez co-
cir el tiempo costoso de trabajo marino cokonb sobre los pilotes hinc~
lOS-
----- --------- - - - - - - - - -
--=---========-- ---- -----------
•
Trob11 prtcolodu
Ni'flt h 10 ubitrto
Pilotu de ~nodert
__ Jora 101 ••ten su
Pla,afor"'a • otraq111
•
Seccion A-A
1o1101
Pl.onta
• F!g. 40
'
..
Planta
Seccion A-A
Fig. 41
,
- 106-
marcos que soportan las tuberías que ccmo dijimos son a base de trabes
cladas.
por las razones mencionadas al referirnos a la Fig. 36, este tipo de es--
- 107 -
--------- ---------
1
•
~
..,;
~
~
~
j
..,;
~
~ •
c.
'
.. ::
·: ..:¡__ · . .
. ; .. .. . .
.;.:: ._.;.:· ::•': ,... ·.. ·. ·.' .·. :,": .=.-~...
PLATAFORMA DE
OPERACION
Fig. 42
. ·--·-- . --. -- --·
e
- 101 -
~!NOtiNTI ,.INOIINf'l
...
. .(
• Fig. 43
'
TRABE PRECOLAOA
COLUMNAS'
PILOTES PILOTES
101
, ... -,,
, '...
____ ....
--------- _____________ .. ---------- ---------- "" /
--------- ----------------
' '---
• .. • • , 1 ... -. o • '
----------
---- --
PAS~AELA DE ACCESO
CORREDOR O! TUBERIAI
CORREDOR DE TUBERIAS ACCESO
, ...
... PASARELA DI ACCESO
_ ,..---
... 1
/
CASETA DE INCENDIO
BODEGAS
ACCESO
•
CORREDOR
Fig. <\-1
1
'
'
•
- 11 o-
LUCES OE POSK:ION
'\ C~RETO
~~~.
REFORZADO '1 NA!IW
COLOCADO SOBRE EL NIVEL OEL AGUA
~~~~~
ll:¡ññf ~~:~~~~
1 ' 1'1'1' !¡.r 'i 11¡!:¡,
¡:[lli:! ¡lll! !1!11,::1 :!1
'1 : 1 1 ¡,, Li
1
CORREDOR DE TU8ERIA
SECCION
T RANSVE.RSAL GAVION
CASETA .
1
-
. . -.-.
r-1 u
L__,r-1 u J
1 ·[
1 P 1LOTES
- ~
ACERO
¡::;; l: J
J 1
PILOTES DE •l
i 1
ACERO 1
~
- ~
Fig. 45
- 111-
•
pecial que absorba por si solo toda la energía de la embarcación, pues la
rea, a defensas del tipo gravedad soportadas por duques de alba nuy flexi
bles. La energía cinética del barco se absorbe por fricción entre el. a--
durante las variaciones del nivel del agua alrededor de grandes tubos
los barcos petroleros más grandes del nundo y con bastante frecuencia, -
en ambos lados, pudiéndose en esta forma atracar dos barcos a las vez en
esta forma un conjunto muy estable no obstante que se tenga en este lugar
- 112 -
MUELLE NORTE
t----
1 ·-
--· --
------ -¡ --
• FERRY
1 ~- _2:::--•
1 1
1
1 1
1 1
1 1
1 OFICINAS
1
PUENTE DE TUBERIAS
1 1
1 1
1
1 • 1
1
L
. . 1
'
.'·y'
.....
... , 1
Q:- 1
o'
4. ••
1 •
• :tE''
... ' 1
AREA DE
,_ ' 1
o 1 1
~ ,' 1
:tE ' .' AREA DE BOMBAS Y
(},' ' CALDERAS
1 : .
," /'
-Li--í'
Fig. 46.
. .
- 1 1J - LUCES DE POSICION
CILINDROS DE CONCRETO
1--------
.•··
fig. 47
ROCA
···, ....
·~·
-R
.no· - l .n .....
1 11
\\
·~· _. ."-· .... 11 ..=-
,, . _, L
..,,t- 11
11
' ¡,' 11
1
,.-
TUBO DE ACERO
.l~ ll!i.OE
CONCRETO
P L. ANTA EL.EVACION
- 114-
----- - - - - - - ---
---------
--------
---- ---
--------------
----- - - - - - - - - - ------ -- -----
-- ,.
,'
¡,
PASARELA DE
Ac=c"'E"'s"o-
TU SERIAS
"':::>o
"' ""...a:: PLATAFORMA DE
..
11:
a::
::i
"'o·
"'
OPERACION
"" "'""::E
o"' a::
....
o
."'
""<D
..J
o
...""
""
..J
Q.
•
"'o"'
:::>
:::>
o
Fig. 48
- 115-
---------------================-=---==---=--~-==--=======-~---=-=----=--~-:.:_::_:-- -==--==--
Se mencionarán a continuación algunas de las instalaciones para ---
muelles modernas o que han demostrado a través de los años tener buena -
efectividad.
Ha sido muy coaún mover las garzas para carga o descarga de produc-
tos e inclusive hechas con una aleación especial de altminio para fluí--
dos corrosivos.
de impacto. •
Los sistemas de defensas pueden ser tan efectivos y compli-
1
•
•
..
- 117-
---~-- ------ ~------ ---- -
tan atracar los barcos cerca de la costa, será necesario tener instalaciones
alejadas que permitan cargar o descargar los productos conducidos con las tu
herías adecuadas.
~ubiY1 &r; "~ ¡'""ól~:',lc.t'l r~.S:• \:;,.-,.;>; ·,y,O.;;_j 1'1\~0.;j'-~CMO.S~\o+ 211 ~ (-t~~ 50) Este tipo de
ri
i
_,.
1
DEFENSAS/ ~· 1
PLANTA
•
' PLATAfORMA RtGIDA
NII/I:L OE CUBIERTA
n· ·.·. ..:-(~
u l" _NIVIEL ~EDI~ DE . ALlA MAREA
----
PILOTES DE MADUA
PilOTES OE ACERO
-~ :¡·-: ~: ..·:;:.11'1''-•'i~'--
r----·-
,:,¡·
·-·.lt: ¡-:1 .
-_.:.-.-.u·••:·-H··
LINEA SUMERGIDA/ ¡\
" \1
SECCION TRANSVERSAL
Fig. 49
•
-·,
- 119-
- - - -------- - - -
Fi g. so
F ig. Si
-
".)4 zo
b~
1,, {/ ' '. ,._
o
F j g. C?
- 121 -
--==-==--=================·-==--==-=-==--===========-==---==---==---
del agua. Dicho procedimiento es más bien aplicable a casos de aguas tran~
las y poco profundas como lo son los cruzamientos de ríos. Para grandes diá-
camino.
gran parte los efectos de oleaje y corrientes (Fig. 53), pero teniéndose el
tendidas cerca de la playa se puede lograr buen éxito no obstante que el di~
metro sea grande y las condiciones del tiempo severas, si se tiene aucho cui
CHALAN Y WINCHE
RODILLOS
RAMPA DE LANZAMIENTO
Fig. 53
- 124 -
tensidad crel jalón sobre la tubería arrastrada tan solo una distancia igua.
a su corta longitud.
y las anclas, con lo cual se puede tener wt buen control de curvaturas (Fi,
chalán de tendido mediante una grúa montada sobre el mismo y a medida que -
---- ~--========================--===============-===
UNION EN EL CHALAN
REMOLCADOR
Fig. 54
- 126 -
CHALAN DE TENDIDO
L ANCHON PARA
'·~
SUMINISTRO CE: TUBERIA
/
. ..,_,_.,
=
Fig. 55
---
o"'"'
<.>
Fig. 56
- 12 7 -
ola. Puesto que la longitud de las olas de huracán alcanzan hasta 300 m el
Como primer paso para un proyecto de este tipo se deberá hacer un levan
miento, eligiéndose una localización en tal forma que el terreno del fondo -
más importante para di~ñar una línea de conducción que funcione bajo el a--
gua.
- 12d -
tnx:ción:
si va.
fundidad de diseño.
Adoptando la convención:
entonces, M M= 'fi
'f = - r r
I
Er
r = R < 'f perm. (23)
- 12 9 -
tu del tubo debido a excesiva curvatura que produzca un esfuerzo mayor que
Eh
'fe r = 1.3r.:==~
rv':3(1-)"~ ( 24)
xiales y excentricas.
4200 1
~ E
3500 J
1
-::: i
!1(
"'
2 800 ~ 1
~
Vl2100_;
1
DIAMETRO EXTERIOR
DEL T U B O
o
N
"'
w 1 400 e'
=> :
1
R A D 1O DE CURVATURA EN METROS
Fig. 51
N,
::;;
,U
d'
"'
2 2 1 o1.--Hc\-11-\--\--c---~---;-----c
1.0.1 ¡
u"'
z
o
u
TU 80 16" Ó
Fig. 58
-- -----~.-4-- _...... --~4-·• ----- ----~-- --·---·-----·-·----------- --~-- . . - -....... -....-..;...._ . ----
-
- 131 -
----------- ~----~
tando una doble curvatura bajo las condiciones indicadas en la figura 59.
L
Fig. 59
- 132 -
Conviniendo que:
gA Y Gs - Pendientes en A y B
guiente fonna:
M= El
M=-- (25)
A RA
EI wx 2
M=---+VX--
RA A 2 Si X= L, M=O
WL
2
(26)
- 133-
EI X wX
M= - (- - 1) + - ( L- X )
RA L 2
(27)
Puesto que
X w X
(--1)---(L-X)
L 2 ET (28)
2
dy 1 x wx 2
e=-=-- (--X) -
dx 2L
El ( 3 L- 2 X)+ C1
flA 12
Si X= O, e=eA c,=eA
1
e~--<--
x2 x l - 1~ ~ l
2
( 3 L- 2 X)+ eA
RA 2L
(29)
Si X=L, e=O
2
1 Lw L )
Q--RA(2-L)-T2E](3L-2L +eA
3
L w L
O= 2 RA- 12 EI + eA
L w L3
eA=- 2 RA + '"'i"2TT
(30)
- 134-
1 x3 x2 wX 3 ·
y=-- ( - - - - 1- - - ( 2 L- x l + eAx + Cz
RA 6L 2 24El
Si X= O , y= o Cz =o
3
w L )
-24El ( 2 L-L
( 31)
L2 4 L2 w L4
w L
h= - -
3 RA
- - - ---+
24El 2 RA 12 E I
L2 CllL4
h=- 6 RA+ 24EI
carga unitaria y la profundidad del agua, valor que sustituido en (27) nos
chalán.
- 135-
d M El wL
= + ---w X = o
dX RAL 2
L El
X = 2 +
RAL w
w
2
la anterior, pero que también conviene analizar por las fuertes curvaturas
M=--x-
WL , _wL2
2 1
" M.O X --8-
(33)
24 E 1 h
w
- 136 -
~--
'
CHALAN
-~~
"~!?
1
h
---
----- -----
-- -· -·-- -- -·· -- -·
FONDO
Fig. 6o
L
X
9A=O :\
T X
VA
MA y
.h y
'
8
Fig. 61
- 137-
El w x2
M = - - RA + VA X - - 2 - Ty
( 34)
E1 E1 w L h w x2
M=-RA +(RAL +-2-+T--¡::-)X--2--Ty (35)
Puesto que
d2Y M
--2 =--= 1 1 WL Th c:u 2
d X. E1 - - ( - +--+-)X+-x fTY
RA 'RAL 2EI E!L . 2EI TI
Y= el e ~X
El + (36)
Si X =O , y =o
(37)
- 138 -
v'TI e1 e.jty
dY = /T
dX
Si X= O , _Q_!_: o
dX
(38)
El wL h /Ef
e2-CI: ( RALT +2T + -L-) VT_T_
e=~+ w EJ - (Elll/
2
- wl(El)
V2
- h(EI t
1 2R AT 2 :r2 2 RAL T 312 4 T 312 2 L T ' 12
IT X = 1 +
eVEi M -
' El
X+-- X
2 El
T . 2
+_ T 312
__:______,.,X"+
6(El) 312
• T2
24 (E 1 ) 2
4
X
e_/rx
y' E'[ : l _ ~_T_ X + _T_ X2 _ _..!.T_.,_
3/2 2
X3 + __T!._--,- X4
312
EI 2El 6(El) 24(Ell 2
y : Wl
12 EI
Puesto que si X L, Y = h
T hT ) L2- h = O (40)
6El
- 139 -
X = L, dv
-·-
d.x -o
2
__
1_ u.>L + 6 hr2
= (41 )
RA 2T2L2+ 6ElT
tituyendo en (34) nos dará la ~~cción del chalán y en (39l la curva del
curva del eje del tubo deformado; por otro lado, estamos considerando el pr~
suficiente para la determinación del equipo necesario para llevar a cabo las
análisis más aproximado del problema, tomando en cuenta los efectos torsio--
En todos los casos resulta de gran ayuda la aplicación del cálculo el~
trónico puesto que, se puede elaborar un programa que nos dé con bastante ra
ciones de la línea.
obtenidos aplicando las fórmulas antes presentadas, que con base a_ las ubser
- l41 -
-=======================-======~==-=------ ___
------
RE F E RE NC 1 AS
- 142 -
(l) IXJ(]( &. HARBOUR ENGINEERING --H. F. Cornick -- Olarles Griffin &: Co.
1
•
N O ME N C l A T U R A
•
- 144-
PROYECTO 1 CONS11UJCCION DE OBRAS MAIUTIMAS Y PORTUARIAS
PARTE 111.- ES11UJCTIJRAS MARITDIAS
•
NOMENCLATURA
L - Eslora o Longitud
B -Manga
· D - Calado
H - Altura ·o Puntal
W - Desplazamiento o Peso
TPM - Toneladas de Peso l'klerto
vu - Velocidades
p - Presión Unitaria
P - Presión Total
F - Fuerza
M - fobDento •
T - Fuerza Tangencial o Tensión
N - Fuerza Normal
V - Fuerza Cortante
d - Ancho o Diametro
s - Desplazamiento
r, 1 - Brazo o Distancia
h - Profundidad o Espesor
O - Centro
R- Radio
E,- Energia o Escala de Fuerzas
oc,¡tr,o - Angulos
m- Masa
a - Aceleración
e ·- Excentricidad
CG - Centro de Gravedad
A- Area
• Ó - Densidad
~ - Peso Especifico
fl - Angulo de Fricción
e -Cohesión
A- Deformación
X, Y, Z - Coordenadas
k -Rigidez
g - Aceleración de la Gravedad
E- Suma
1 - fobDento de Inercia
.}-' - Modulo de Poisson
V- Esfuerzo
w- Carga
t - Tiempo
A - Area
""7 ,K - Coeficientes
E - Modulo de Elasticidad
FACUL TAO DE INGENIERIA U.N.A.M.
DIVISION DE EDUCACION CONTINUA
C URS OS A B 1 E RT OS
PARTE IV -
D R A .G A D O
Palacio de Mineria Calle de Tacuba 5 Primer piso Deleg. Cuauhtemoo 06000 México. D.F. APDO. Postal M·2285
Telefonos: 512-8955 512·5121 521-7335 521-1987 Fax 510-o573 521·4020 AL 26
~---1- ~~-~--~--~~--~~~~--~----- ----- --~ ---~~~~------- ~- --- -
DAAGADO
MARCO DE REFERENCIA:
Los trabajos de dragado para retirar los materiales que se depositan, los azolves,
representan para algunos puertos inversiones sumamente cuantiosas, es por ello que la
lngenieria Portuaria da mucho atención al estudio de los fenómenos que producen los
azolves y a las soluciones para evitarlos o reducirlos y en su caso para encontrar los
procedimientos mas eficientes para retirarlos.
Las técnicas recientes para la selección de sitio para los puerros aconseja buscar la
ausencia de aportes de azolve provenientes de tierra, lo que se consigue en un sitio cosrero,
fuera de los cauces de ríos y de lagunas; en donde se registren los arrasrres lirorales de
menor cuantia posible y que facilite la consrrucción de obras necesarias para su control.
Un puerro diseñado bajo estos concepros requerirá de inversiones minimas para el
mantenimienro de sus profundidades.
Es en esos puerros, entre los se cuentan los mayores del mundo, en donde la
conservación de las profundidades requiere de invesrigación y de estudio continuo para
. ,
. . ~ t<-•
..
tratar de hacer dragados más eficientes para reducir sus costos .
Se entiende por dragado, la extracción de materiales (fango, arena, grava, ere.) del
fondo del mar en los puerros. así como en rios y canales navegables, con el fin de aumentar
la profundidad descargando estos azolves en las zonas de depósito, que pueden ser en
. agua. o utilizarlos en el relleno de áreas bajas. para asiento de insralaciones indusrriales y
de urbamzación o simplemenre para sanear rerrenos panranosos que originan condiciones
insalubres en algunas localidades.
Las operaciones de dragado deben cumplir una doble función: extraer el marerial y
conducirlo IJasra el lugar de descarga.
2
Al primer grupo pertenecen las de c:~ngilones o de rosario, las de grtía (con almeja,
granada o garfios) y las de cucharón Todas estas podemos considerarlas como tipos
básicos de las dragas mecánicas, que debido a su construcción relativamente sencilla,
fueron las primeras que se usaron y en ciertas clases de obras son insustituibles a pesar
de que su alcancé de descarga es muy limitado, por lo que se impone el uso de
chalanes-tolvas y remolcadores para tirar el material en las zonas de depósito.
Los tipos básicos de este grupo son las dragas estacionarias y las de autoproputsión
con tolva, asi como /as mixtas.
Las dragas estacionarias pueden ser de succión simple o de succión con cortador.
Este ultimo tipo de dragas se ha venid~ utilizando a ultimas fechas, con mucho éxito
dentro de la industria minera.
----..__-==-------__--_--_------=----======================;------
El segundo tipo comprende las drag;rs de auropropulsión con tolva, cuyo tubo 0 tubos
de succión están sostenidos por los pescantes colocados en una banda, en ambas bandas,
a proa, al centro, o a popa.
El dise1io del cortador debe ser adecuado al tipo de material a dragar y su motor tener
la potencia suficiente p.1ra cortar el material c¡ue se va a dragar.
El winche que acciona los traveses debe tener fa potencia necesaria para forzar el
cortador en el material a dragar.
Al mismo tiempo; fodas las piezas deben ser diseríadas y construidas lo más sencilla-
mente posible, para permitir su reem~lazo con el mínimo tiempo de paro.
Unidades diese! eléctricas: En este ca:;o, los motores diese! van acoplados a
generadores y la energia eléctrica proa'ucicia impulsa los moto1es que operan los mecanis~
mos r:ecesarios para eld1agado. En esta lorrna se obtiene econornia en e/ funcionamiento
y aplicación instantánea de la fuerza sin pérdida de tiempo, así como una total autonomía.
DRAGAS MECANICAS
Dragas de cangilones o de rosario: Las dragas de este tipo llevan un pozo en el eje
del casco, por el cual se arría la escala para efectuar el dragado.
La cadena de cangilones es accionada por t!.'>a rueda motriz, situada en una estructura
alta o torre que sostiene también los canales de descarga. (ligs. 1 y 2).
Ed·}iJ parte inferior lleva una rueda guia para apoyo del extremo de trabajo de los
cangi/ijnes durante su llenado. ·
Los cangilones son recipientes de acero con bordo reforzado en el lado de ataque. El
agua se elimina mediante unos barrenos que llevan con ese fin cuando el material que se
draga es muy duro, van provistos de dientes, semejantes a /as que llevan las palas
excavadoras terrestres.
Los cangilones se llenan con material del fondo al pasar por la parte inferior de la escala
y al/legar a la parte superior de su recorriclo, son vertidos en unos canales transversales
que descar~pll en c/Jalanes·tolva acodt•r.-h/os a /os custiJdos cfp la draua.
-----------------------------s-----1
El rendimiemo de una draga de cang,/oncs o rosario, es siempre tnayor que las de grúa
'
_(_
(con almeja o granada) y las de cucharón, debido a que su ciclo de trabajo es continuo.
Draga de grúa: Este tipo de draga consta fundamentalmente de un chalán que lleva
montada una grúa o pluma que oscila de babor a estribor y va provista de almeja, granada
o garfio, de acuerdo con el trabajo que se vaya a realizar, y se suspenden de la pluma
mediante un aparejo guarnido con cables de acero .
•
Las almejas y granadas son de acero y de mucho peso para que al efectuar el dragado.
se ame de golpe hasta el fondo y muerda el material, bien para depositarlo en su tolva, si
la tiene o chalanes-tolvas o a los lados del canal.
Para extraer el material de fango o arena o mezclado con grava es inclicaclo utilizar la
almeja normal y para material compacto se usa la almeja con dientes.
;:,~·
Para rocas ya quebradas se emplea la granada. Los garfios son usados para extraer
grandes rocas, pudiendo ser éstas hasta de 18 tons. según la capacidad de la grúa.
Estas dragas pueden ser estacionarias o de autopropulsi6n con tolva simple, doble,
tnple o cuádruple grúa.
6
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objeto.
Este t1po de draga se emplea para completar los dragados electuados por otras
unidades, en rincones y sirios a los que no llega fácilmente la boca de succión de las dragas
hidráulicas, o los cangilones de las dragas de rosario.
Draga de cucharón: Este tipo de draga consta de un casco que soporta el mecanismo
de excavación y éste es análogo a las de las palas terrestres. Fundamentalmente se
compone de un cucharón que va montado en el extremo de un brazo de ataque o aguilón,
dise1iado para poder deslizarse por el plano central de una pluma, con lo que se consigue
una absolutíl regulación en los movimientos Uel cucharón.
Las dragas de cucharón van provistas de dos zancos a proa que sujetan el casco a fin
de formar una plataforma estable de trabajo y otro a popa que sirve de punto de giro para
mantener la draga en posición adecuada para el dragado. ( f ig. s l
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Una vez que se encuentra a suficiente atrura sobre el nivel del agua es vaciado en
c!Jaianes·tolva, o deposllado en la orilla.
Este grupo es el de las dragas de desarrollo tecnológico mas avanzado, son actual-
mente /as mas numerosas, son también las mas versa ti/es ..
El transporte de material así obtenido. se !Jace a través de una tuberia mezclado con
agua, es decir la bomba maneja una mezcla de agua y sólidos.
Hay dos modalidades básicas de las dragas de succión, responciiendo cada una a /as
exigencias particulares de /os diversos trabajos de dragado: la draga estacionaria o de
corte y la draga autopropulsada o de tolva
Hay algunas dragas que tienen ambos sistemas, las dragas m1>.1as, equipadas con
cortador. tienen tolva, zancos y propulsión propia.
==------:±============================-========-: ----9----
Las caracterisricas de cada uno de lus II!JUS básicos pueden describirse en forma
resumida como sigue:
La succión se realiza a través de un tubo cuyo extremo recoge el material a dragar. este
tubo va sostenido por una estructura, la escala: ésta 11ene movimiento vertical según un eje
colocado a bordo y es izada o abatida por un cable accionado por un winclle y con el apoyo
de una cabria.
Casi todas estas dragas t1enen en el extremo de la escala y adelante de la boca del
tubo de succión, una herramienta de ataque. el cortador glfatorio, cuya flecha esta
accionada por el motor cortador. El cortador tendra diferentes disetios acordes con los
tipos de suelos que deban atacarse y con la lo11na de ataque que deberá seguirse; en
general, empleara cuchillas para los mareriales blandos y dientes para los materiales
compactos y los materiales duros; ambos, fas cuchillas y los dientes están dispuestos
siguiendo formas helicoidales.
Otra caracteristic<J que califica a estas drag<Js es su potencial del cort<Jclor; en las más
pequetias se encuentran potencias del orden de 50 H.P miefllras que en /as mayores, las
especia/menee disetiadas para trabajos en materiales muy diliciles tienen potencias del
orden de 5 000 a 6 000 H.P
Muchos de los sistemas que componen /as dragas se accionan con motores
hidráulicos, es muy /recuente que los cortadores se accionen con este tipo de motor.
disetiados ademas para trabajar bajo el agua y de esa manera reducir al máximo la longitud
de fa fleclm .
. ~ .
La únidad flotante de fa draga es posible formarla, cuando se trata de dragas pequenas,
-
hasta 3Scdtn., (14" de diámetro). con secciones transportables por tierra que se unen enrre
sf. El eÍememo flotame de las dragas mayores, que en algunos casos suelen tener
propulsión propia, son chalanes modificados que sólo pueden ser transportados por agua.
V[RL~
1
1
1
1
1
1
1
1
FIG. 7.- AL QUE:o/\R A POPA LAS ANCLAS DE LOS TRAVESES, DEBEN ENMENDIIRSE
PARA EVITAR QUE LA DRAGA SE Rl:.'TIRE DEL CORTE O SE TUERZAN WS
zANcos:
-~
-- -=-1=====:=_=========~==========~=======~==-----= ------,y---·
decirse c;tw el U5 ~:,de sus usos esr,in 't'l.ll'lunadus cu11lus c..ir<HJ•Hiu:.; tfe cu11sttucciún y
el re_sto p~ra dra!}arJos eJe conserv~c,un (l'cJS. ü y 1).
Como ya se d1io, la gran maf·oria de los sue/us rJragarJos son ul,fi:aules en tieffa para
crear áreas para diversos usos. Los •suelos de muy uaja calirJarJ para propósitos de
edificación, son cílsi siempre ideales para la creaciün de árel1s vercJcs, suelos agrlcolus
o tnejoramientos ecollJgicos.
Con /us suelos eJe uu.,nct calicl,lrJ, es pus,IJ/e crcctr por CfUIIIJ!Iu palios para el ma11cjo
de carga en líls terminalvs portuarias, zunas p;uzrla iJIIplantactún ele intfusttias y la creación
y reconstrucción de pl~yas.
Dependiendo de/tipo de material. de /,1 potencict de la uornua rJr ay.1<1ura y eJe/ cliiimetro
de f¡¡ t{ll.Jetia de cfesc;,r~¡;l, el rango Ue 1.1 lonHitutf tfe tito es muy nrnplto tit..•!;de cJi[;tancias
de otrJcn de 200 lit. para las dragas eJe ro cm (4) /1asta e/isl<rnci<rs tic•/ wrJcn ele 8 a ro
Km. con las dragas más gmndes actualmente en uso; u11a dra!Ja eJe 75 CIIL (30"'} en la
descarga con uttct bomba dragadora de 1 J 70 HP. manf'janrJo un suelo co1npues1o eJe
arena, grava f' particulas rocosas de frasca 20 cm. puerJe alcanzar e 200 n1. eJe IUII!JiCurJ.
El manejo del sitio de tiro, particulctrmente cuJndo se tratct eJe rellcn~r zonas bajas, es
importante para obtener todas las ventajcts que brinda la conrJuccivn ele/ proclucto de
dra!}Jdo por tubená; planeando adecu.lclamPnte los puntos eJe dcsca")Ct, c/!•l;e buscarse
la forma ele equilibrar los costos de los tllu,·illuentos eJe cuueria y los c¡ue SI!JIIIIfca vxt.enrJer
el material a la cota de prorecto con equipo tcNestre.
Para /.:1 opc!<rc.:i{m vficicnte de e-stas ,¡,.,~¡.r~. tmo dt' /o~ a::pPctos "';í.r; i111pwtantcs es
cont;:¡r cvn uní./ l•.ústt•ncii.J suficiente <lt' lds p<llh.•s SVJt'l<tS il tlf'::u.,:.;tt.' pur fils fHOfJI<IS
condiciones deltrabiljO, que suelen ser mur severas o por el ei~Jctu ele rJtitQ<ff suelus muy
abrasivos ya que producen desgastes excesivos en el cortador. la tuberia de succión, la
carcaza y el impelente de la bomba dragadora y finalmente la tuberia eJe descarga, por
nombra~ los principales.
En los suelos suaves como pucciCJ scar la rurba, las arcillas, en gcnP.rt11 suelOs no
comp.Jcros <JUL' 110 tit•nt.'fl un plvcro ;Jfu;tSI\ n ltnpvrfdlltc svtJ,e las SliJ1Ctlicies de contacto
durante la e>cavaciun, la succión 1' el cr.rnspurte. esa necesirJ;¡rJ se relfuce enlumta muy
sustancial y por tanto no tiene un peso de consideración en el costo unitario /inal.(lig.8}
•.
'
• • . "
'·~·fJr_·'
La succión tiene lugar a través de tubos cuyo extremo superior se conecra a la bomba
de dragado y que llevan en el extremo inlenor IJ rastra cuya "función es la de recolectar el
azolve durante el desplazamiento.
Los tubos de succión, uno o dos, se disponen en las bandas, a popa o al cenrro del
casco, en su eje longitudinal; el primer arreglo es el más comun.
Las rastras o colectores son de diserios dilerenres para los dilerenres t1pos Ue suelos
que deben manejarse: para mejorar su eficiencia en los suelos compactos o cementados
en algún grado, urilizan chillones de disgregación que van colocados en ella misma.
Algunos diserios llevan elementos de ataque como dientes o parines.
Las aberturas de /as rejillas de las rastras de succión, son generalmente cuadradas o
rectangulares e impiden el paso de piedras o escombros que puediln alojarse en fil bomba
de dragado, o en/os conductos del sistem.~ de distribución Uo la descarga a la tolva.
• a~~ija
f;..¡ -~ .••
• brn;Ajustable (3 posiciones)
• e). Autoajustable
Tubo lateral de succión.- Este tiene menor peso que la escala de acero esrrucrural, y
mayor flexibilidad debido a dos conexiones esféricas tipo cardán, que se intercalan con ·
ese fin, las que van protegidas con manguitos de hule reforzados en/a parte mtermedra y
en la interior, asegurados con brazos articulados, para evitar que durante el dragado se
separen. La primera conexión sólo permite el movimiento horizontal y la segunda
-.~
14
La capacidad dela tolva caracteriza el rama1io de estas dragas, las menores rienen
capacidades del orden de 300 me eros ctibicos y las /1ay ilasra de 10 ooo merros cúbicos.
Con ese mismo propósito de descarga, a menor profundidad y también para reduc1r
el tiempo de dragado se han construido dragas con tolvas bivalvas. que pueden abrirse
separando sus dos mitades, según una charnela en el eje longitudinal a la a/Cura de la
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FIG. 9".- AMORTIGUADOR DE OLEJIJE INSTALADO EN UNA DRAGA
AUTOPROPUU>ADA
15------
..... .;.;.·
~~-
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...~-.:-.....
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-------------------------------------·-- ----------
--------1-----
17
cubierta principal.
Los materiales de granulometrías del rango de las arcillas y limos por ejemplo, tienen
un tiempo de decantación muy largo y una proporción importante se pierde junto con el
agua desalojada por vertederos. Con materiales de éstos no es posible, económicamenre,
llenar tora/mente las tolvas lo que llevarla a ciclos de dragado demasiado largos .
. '
Este problema es frecuente en los puertos fluviales; en la mayor parte del canal de
navegación del rio Pánuco (puerto de Tampico) por ejemplo, se manejan tolvas contenien-
do sólidos del orden del 15 al 20% de su capacidad rotal.
Una draga de 4 000 mJ de capacidad, con una potencia de dragado de 6 300 H. P., con
dos tubos de succión de 100 cm. (40") de diámetro, trabajando materiales granulares
limpios puede llenar su tolva del 90 a/95 %en tiempos del orden de 20 minutos. (tigs 9, 10
y 11}
que la succión, mientras mas potente sea la bomba, tiene mayor radio de influencia hacia
abajo y a /os lados.
Una base para la identificación de suelos en dragado, fue propuesta por P/ANC
(Permanent Internacional Association of Navegacion Congresses) en su publicación de 1972
denominada Report of Che internacional comission for classificacion of soils to be dredged.
Dencro de tos maceriales cohesivos cenc'mos arcillas, limos y maceria orgjnica, siendo
sus principales propiedades las siguiences:
La distribución del camaño de los granos, siendo los mayores de o. o1 mm., lo que
cendra influencia en el desgaste de la cabeza del cortador.
En los maceriatés cohesivos debemos obtener tos valores del contenido de l1umedad
de Atterberg, ya que en función del mismo, se determinará el comportamiento del suelo
durante el ciclo de dragado .
Los suelos fuertemente cohesivos. pueden llegar a necesitar ser barrenados y volados
antes de su excavación (Ejem, Tepetates).
Los materiales no cohesivos son arenas, gravas, boleas o una mezcla de estos, siendo
sus principales propiedades las siguientes :
Gruesa 20-60 mm. 3/4-3" Facilmente identificable con Es posible encontrar algunos estratos
.Grava ¡_j
~ Media 6-20 mm; .•~ , 1f4-3/4" un exámen visual l cementados de grava con boleas .
_i :::> :r ~Ftna 2-6 mm. .1· No.-7-1/4" La grava puede extsttr mezclada con arena
z ~ ¡Gruesa 0.6-2 mm .. · -7-25 · · - - :f'afiíc~las~isibles-coti peque~a -¡----Aigunos depósitos p~;edcñ- estar compactos
--
Arena <t Media 0.2-0.6 mm. 25-72 ¡cohesión al estar secas y cementados aumentando su resistencia. !
:o::
<!> ~ ¡'Fina 0.06-0.2 mm. 72-200 · Estructura homogénea o estratilicada, --
puede estar mezclada con arcilla aumentandd
- 1 _[_ su dureza. 1 1
Sedimento
~G~~es~~·-~:~:~:::··----- ----¡~~~:~-~~~:::~e~:~¡¡~~~~: . ~~~-~~~::~í~~i:~:~~:,~:;:n~f~a=;~c~~:d· --~~· . --¡
1
o !Media 0.2-0.6 mm. Pasa malla 200
1 plasticidad. Una vez seco, los El mas fino se aproxima a la arcilla en su 1
(limos)
1
Fina 0.06-0.2 mm . ..1
1terrones se convierten en polvo plasticidad. Mezclado con arena o arcilla '¡ 1
Cf)
Conststencia Compmtamiento Est.Cort.Kg/cm.¡'
:Menor de 0.002 mm.' Muy suelto Se escutren entre los 0.17
w 1 1
:r ¡La dtstinción entre ¡ ¡Fuerte cohesión, plasticidad y dedos. i
.arcilla y sedimento :dilatación, fácilmente se Suelto Facilmente moldeable ol17-045
o
Arcilla (.) no se basa en el N.A. 1presiona con los dedos ponien- con los dedos. 1
tamaño de las partí- i
1
ldo se liso y grasoso. ; Firme Requiere fuerte 0.45-0.90
culas sino en sus - i :Estando seca se rompe durante el presión para moldearse
l
1
propiedades físicas. 1 '¡proceso de dragado. con los dedos.
'Indirectamente se Rígido No se moldea con los F¡90-134 ·
1 . 1 - 1
'relactonan e tamano dedos.
de las partículas. Duro Se presiona con mas de 1.34
'¡i
En el caso del rransporte en la ro/va de una draga auropropulsada, el tamaño del grano
sera decisivo para el tiempo de decanración y por lo tanto del ciclo de dragado.
Cuando los granos de arena son mayores de 0.3 mm. éstos causaran mayor desgas re
en la parte interior de la rubería de descarga de una draga.
Si se tiene una pequeña porción de 3rcilla en la arena, esra originará que el marerial
sea menos permeable y adopte un ralud más pronunciado, ademas tendra una influencia
positiva en la tubería por un menor desyasre.
Rorioiro lado el peso volumétrico depende del peso especilico de los componentes
(parriéúl~s de suelo, agua. cantidad de vacíos, etc.)
El peso volumétrico puede ser medido en dilerentes estados dentro del proceso de
dragado.
Las tres medidas anteriores nos darán diferentes valores para el porcentaje de vacíos,
como podemos observar en la tabla 2.
TABLA 2
M.atcri.:tl después de
un dr:~g:J.dt1 mcdnil'tl .
( t r:.msportc) 1.. 22 1.72
~tatcri<.:al unvcz
depositado. 45 l.liO 1.88
:'\btcrial parri:JI-mcntc
conStllÍJ;.¡Jo. 411 II.'J2 1.%
. '
' i.~-4.~
;;..: ,'f•'
22
INTRODUCCION
Los estudios georécnicos realizados con fines de dragado difieren con respecto a /os
destinados a /as cimentaciones de estructuras, tanto en su ejecución como en su destino.
Se comentan /as etapas que constituyen un estudio para dragado, y se describen tos
equipos y métodos de exploración y muestreo más empleados. También se mencionan las
propiedades indice, mecánicas o quimicas que se deben determinar en el laboratorio,
señalando su importancia en relación al dragado y su destino en las distintas /ases de éste.
Asf mismo se comenta sobre el equipo de dragado y sobre el contenido del reporte técnico
que debe entregarse a /os dragadores.
Los objetivos por alcanzar en un estudio de este tipo son fundamentalmente dos:
.e;c)
·w· Colocarlo y tratarlo con fines constructivos .
~
.'.,d·
.
Por'otra parte, debido a la estrecha liga existente entre la naturaleza del subsuelo y el
equipo de dragado por emplear. el ingeniero geotécnico encargado de un estudio des-
tinado a estas obras debe conocer tos diversos tipos de dragas, además de sus diversas
finalidades en el dragado de construcción.
---Hl·-==1=~====================================-'2~3===¡===
Exploración con muestreo
Los procedimientos de exploración con muestreo más comunes en las exploraciones
destinadas al dragado se describen someramente a continuación, principiando por los más
sencillos y menos efectivos.
El método más simple correspondiente a los sondeos de lavado con chiflón, utilizados
para definir espesores de estratos cohesivos blandos o de suelos arenosos poco compac-
tos, que sobreyacen capas duras o muy compactas. Estos se efectúan inyectando agua, a
través de tuberia metálica de 2" de diámetro, con chiflón de 1" que desliza dentro de un
ademe. El material disgregado sube entre el ademe y el tubo hasta la embarcación, donde
se deposita en un tanque de sedimentación. Este método sólo proporciona ideas muy
generales de la resistencia y del tipo de suelo.
Un perfil de un pozo, nos permitirá ver los diferentes estratos del subsuelo, los valores
a diferentes profundidades para la penetración estándar y un perfil geológico del suelo que
se obtiene uniendo varios pozos.
TABLA3
C< l~ti'ARSI"I\'t 1 ¡::\TRE l.i\S <·,\({t\(TLH..I:-.TICA"i 111:1 \1AJ"I:RIAI. Y SU ({LSISTF."<'IA t\1. C'OKI E
l'ARA 1.< IS El-' El TUS llE J)H,¡\( iAIH 1
MIJY,suELTo 0-4
SUELTO 4- 10
MEDIO COMPACTO 10- 30
COMPACTO 30.50
MUY COMPACTO ARRIBA DE SO
Los valores anteriores son aplicables a todo tipo de material ya sea cohesivo o no
cohesivo, exceptuando baleos gruesos o roca.
Exploración indirecta
La exploración indirecta en los esrudios para dragado se apoya princ1j:Jafmenre en fa
gran resolución y en los tipo cross hale.
PRUEBAS DE LABORATORIO
Las pruebas de laboratorio para dragado, además de determinar las propiedades que
permiten seleccionar el equipo adecuado para disgregar y remover el suelo, deben
prcipóreionar la información necesaria para evaluar el desgaste del equipo y definir fa
calidád.·fdel relleno que, posteriormente, pueda formarse con el material dragado. Su
impoiiancia relativa depende del material, del método de transpone y el destino del relleno.
TABLA 4
Peso volumétrico en el N.A. exceptuando medi- La unidad del suelo corno se encon-
sitio. ción en cantos rodados. tró en el sitio, o sea la relación
entre el peso total y el volumen
total del suelo.
-------~--'------·
Pt"'o.-;:-.~j¡¡·¡,.~,..,~-o
'-- - -.. -.. 1 "' •:·.'
~ _ •"''·-r'l,,,-,,,-_,-,;,, y ,.,, ,,.
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l t-1uestr'¿O por ~-:,,-:::; ~~-~-v dety~-,·JJ ::a nn..: ._,
' gr"a.vedu J <. 152 nn.
fui•n :"';IH:ll",.
lul.•..:• Sl•o:·t:_ . ., ot',to.clü
can
Pis tOr'l nt•tS tr·'?oclor~
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PROPIEDADES DETERMINADAS EN EL LABORATORIO
CON FINES DE DRAGADO
• GramMometria. tencia.
Depósito y trata- F01111a tJe los granos.
. • Corl!eniUo de mate-
miento del material. 1 Cont~nido
de carba- ria orgánica.
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: ContenidO de mate- seco rná.xirno.
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• Pruebas impeíl~Ciildibles para la detelfrHnación de las ca1acteristicas del mate1ial.
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28
Por otra parte, al emplear el producto de dragado como relleno, fa granufometria será
determinante para estimar las pérdidas de material, fa pendiente de éste y su calidad,
además de que el porcenta¡e de finos influirá en su permeabilidad y compresibilidad.
Forma y dureza de los granos.- Estas son importantes porque tienen gran influencia
en el desgaste de la tuberia de transporte y en bomba, además de afectar el desgaste de
las herramientas de corte. La forma puede estimarse y describirse cualitativamente; fa
dureza puede definirse con fa escala de Motif.
.: . ..;_
Contenido de agua.- El valor de este oarámetro indice es un auxiliar en fa identificación
del suelo, a la vez que permite calcular su relación de vacios, cuando se considera que el
suelo está saturado y se conoce su densidad de sólidos. ·
Por orra pane, la resistencia del suelo se puede esiimar en forma indirecta y aproximada
a través de dichos limites, empleando el indice de plasiicidad y el indice de fluidez. Los
valores de la resistencia obtenidos así deben emplearse con precaución porque general-
mente son un poco'menores a /os reales, y quedan aliado opuesto al conservador para el
dragado.
Adhesión.- Este parámetro también está ligado con el grado de dificultad para vaciar
/os cucharones de los conadores. Su deierminación puede hacerse por medio del aparato
propuesto por Sakharov con ra/ fin. Esre consra de las siguientes partes princ1pales:
't);pqlea , 2) cabeza móvil con dado circular, 3) guía , 4) anillo confinante , 5) base y
dacfo;J_~re;;or, 6) contrapeso.
'
La información obtenida durante los trabajos de campo y laboratorio debe permitir tanto
la elección de las luuramientas de corre o disgregación, como /a del eqwpo de remoción
y transporte. Adicionalmente, debe definirse si el producto del dragado es apropiado para
formar un relleno.
1
-~---- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 '·-- - - - - - -
Aunque la elaboración del reporte récnico es una de las partes más importanres de la
ejecución de un esrudio de mecánica de suelos, frecuenremenre es la parte a la que se le
dedica menos arención y riempo. Es ro ocasiona algunas veces que la información resulre
dificil de enrender e insuficienre.
EJfco'nocimiento compleco del suelo y subsuelo marinos requiere del uso conjunro de
tres tipos de equipos; los destinados a invesrigar el tirante de agua, tos del fondo marino
y lds'lqile exploran el subsuelo del mismo. Todos los equipos son empleados
simultáhÍiamente a bordo de una embarcación especialmente eqwpada, la cual, de acuer-
do a un recorrido programado en la zona por estudiarse, permite llevar a cabo el levan-
tamiento geofisico marino. Posteriormente y mediante el auxilio de computadores se lleva
a cabo el procesamiento de la información para que la 1nterprecación geológica y geofísica
pueda plasmarse en pianos y perfiles descripciv.os del área que se esrudia.
Los eqwpos empleados para explorar el fondo marino están constituidos por ecoson-
das y sonares de barrido lateral, /os cuales permiten obtener la magnitud del tiranre de
agua y la ropografia de/fondo marino. Eiluncionamienco de es ros equipos es similar y se
32
basa en el principio de la emisión de pulsos acústicos de alta frecuencia que al chocar con
cualquier objeto o superlicie se refle1an en forma de eco para ser recibidos por el
transductor que los emitió; si se mide electrónicamente el tiempo entre la emisión y
recepción y se supone constante su velocidad en el agua, se esta en condiciones de
conocer el tirante de agua. Las frecuencias normales de operación de la ecosonda y el
sonar lateral son de 200 y 700KHz., respectivamente.
De los perliladores profundos, los más difundidos son los que funcionan proclucienclo
una descarga eléctrica que crea un pulso acústico en el agua salada, así como los que
funcionan mediante la explosión de gases a través del uso de valvulas neumáticas. Estos
operan en rangos de frecuencias variables entre 20 y 600Hz.
Con los datos del ecosonda debidamente corregidos se forma el plano batimétrico, el
cual se genera interpolando las profundidades para obtener la configuración del tondo del
mar Con los datos del perfilador somero se obtiene un plano de isopacas que representa
los espesores de los sedimentos no consolidados que se encuentran entre el tondo del
mar y la primera capa consolidada. En el caso de tos horizontes de reflexión del perfilador
profundo, se elabora uno o varios planos estructurales de estos reflectores y en ellos se.
representan las estructuras geológicas formadas por estos horizontes con todos sus
accidentes, tales como tallas, paleo, canales, zonas de erosión y otros de importancia. ,
La'forma más rápida y económica de conocer las condiciones del tondo y subsuelo
marin'ó ..:para fines de ingeniéria es la de efectuar un levantamiento geotisico de alta
resoiílción, el cual, complementado con datos de sondeos geotécnicos, permite alcanzar
un buén grado de conocimiento del subsuelo para /os ob¡etivos del dragado.
SISTENA
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SIST[WA4 SIS'!'(WA ~
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POSO CIONAMIENTO. SLSi[loiA 5
VIENTOS
Se define el viento, en general, como el movimiento de las masas de aire: sin embargo,
una definición aceptada técnicamente, apovada en la meteorologia, es: corriente horizontal
(o casi) de aire que circula con relativa proximidad a la superficie terrestre: una variación
a esta definición está representada por los ''vientos orográficos" que circulan en forma
ascendente.
El viento se atribuye a las desigualdades de la densidad del aire, y a /as presiones bajas
'
y altas; el excesivo calentamiento del aire l1ace que éste se dilate y se anime de un
movimiento ascendente dejando un lugar vacio en el lugar en donde se dilató, o centro de
baja presión barométrica; este vacio se llena con aire más denso que procede de otras
regiones o lugares de alta presión.
TABLA 6
ESCALA DE BEUFORT
O Calma 0- 7 o
1 Brisa 7- 5 o
. , 2 Viento suave 6 - 11 o- o 3
··. 3 Viento leve 72- 79 0.3- 0.6
~-·4Viento moderado 20-28 0.6- 7.2
5 Viento regular 29- 38 1.2-2.4
D. T 6 Viento fuene 39-49 2.4 - 4.0
D. T 7 Ventarrón 50- 67 4.0-6.0
TT 8 Temporal 62- 74 4.0- 6.0
TT 9 Temporal fuerte 75-88 4.0- 6.0
TT 10 Temporal muy fuerte 89 -102 6.0- 9.0
T T 11 Tempestad 109-117 9.0 -14.0
H. 12 Huracán 7 78- más de 15m.
D. T Depresión tropical T T Tormenta Tropical H. Huracán
-----~ -·----------
-- --~=======---==
]}
MAREAS
Cuando se trate de mareas. surgirán dos preguntas:
¿ Por qué es importante tener conocimiento acerca de las mareas ?
¿ Qué es exactamente una marea ?
PERIODO PROMEDIO
DC LA MAlillA
1.!!0 DESIGUALDAD l2 Hn. 211
DIARIA ¡...!!'-!:!!~=:::¡
".:t .....
..
·,~¡_;.- <
. .:,NIVEL • ob=dJ~:=)~=-=/¡:=f~r==~========
3G
La variación de las mareas, ocasionare diversas corrientes con dirección variable, que
se deben tener en consideración al realizar cualquier trabajo de dragado.
Las profundidades en tos puertos están referidas al Nivel de Bajamar Media ( N.B.M)
para el Golfo de México y Mar Caribe, y a Nivel de Bajamar Media Inferior ( N.B M./) para
el Océano Pacifico. Ambas se obtuvieron tomando el promedio de las medidas más bajas
registradas diariamente durante un periodo.
CORRIENTES
En el caso de rios, generalmente las corrientes fuertes son producidas por avenidas,
existiendo además el peligro de los obstáculos flotantes que pueden averiar seriamente al
equipo al golpearlo, llegando incluso a producir v1as de agua.
OLEAJE
Si se para una persona en la playa y observa el mar. podrá ver que arriban a ella olas
de diversos periodos y alturas; horas después, en la misma playa, el observador notará que
la linea de costa ha retrocedido o avanzado, con respecto a la primera posición vista,
debiéndose ello al electo de la variación de nivel del mar inducida por las mareas, mismas
que tienen un relativo largo periodo y no son perceptibles en pequeños lapsos de
observación. Las olas, por el contrario, no flan variado prácticamente en nada y pueden
distinguirse con tan sólo unos instantes de observarlas; ello es debido a que son de "cono
periodo".
Con la finalidad de describir el oleaje, se ha idealizado la siguiente onda:
.'
. Los principales problemas que se pueden presentar en una draga debido al oleaje,
sorÍ d'étormaciones o roturas en la escala o en los zancos, los mismos fenómenos se
pueden presentar en la tuberia.
'\,,.
si'tenemos arena suelta, al extraerla con una draga de succión con conador' podremos
tener un magnifico rendimiento, el cual se desplomará si tenemos oleaje fuene en un lapso
del 50 al 75 % del tiempo.
T 1\ U L 1\ 7
TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
Por otra pan e, es imponante asentar que el principal objetivo en el estudio de transpone
de sedimentos es predecir si se tendrá una condición de equilibrio o existirá erosión o
depósitos y determinar las cantidades 1nvolucradas. La cantidad de transpone de sedimen-
tos, expresada como masa, peso o volumen por unidad de tiempo, puede ser determinada
por medio de mediciones de campo o por métodos analíticos.
Las causas que provocan el transpone de sedimentos en las costas son básicamente
las corrientes y el oleaje; provocan esfuerzos corTantes sobre los sedimentos sólidos y
hacen que sean transporTados en suspensión o por el fondo o distancias más o menos
grandes y depositados en zonas tranquilas. Por ello antes de emprender la realización de
una obra es preciso tomar en cuenta las posibles interacciones entre el flUidO en movünien·
to y los sedimentos del fondo sobre los que éste actúa.
Por otro lado las v1as navegables en desembocaduras de ríos están sujetas además
· del acarreo litoral en su desembocadc·ra, al transpone de sedimentos en suspensión
(arcillas, limos) que bajan de la CL o!nca, principalmente en epoca de avenidas,
depositándose en las zonas de mayor profundidad, donde al aumentar el área hidráulica
disminuye la velocidad.
TEMPERATURA
Referente a la temperatura, ésta puede ser muy alta o muy baja. Cuando se tiene un
trabajo en condiciones tropicales (alta temperatura), nuestra atención debe estar enfocada
al cónsumo de diese/ en los motores, ya que éste se ve afectado, en cambio cuando
tenemos un trabajo en condiciones de muy baja temperatura, tenemos que vigilar la
lubricación de los motores, con el fin de prever cualquier posible daño.
TOPOHIDROGRAFIA
La topolúdrografia del terreno, es la condición que en una forma prioritaria afecta el
dragado, ya que resultan evidentes fas condiciones más ó menos sinuosas del fondo
marino, sus pendientes, etc. ·
En el caso de un dragado con corrador y succión, /as condiciones del frente pueden
impedir que la draga abanique de acuerdo a su máxima capacidad.
Existen zonas muy dificiles de dragar, como pueden ser /os rincones o esquinas de
dársenas, donde_ no se puede acercar ningún otro equipo que no sea una drf3ga es-
tacJOnana pequena.
TRAFICO MARITIMO
Todavia será más critico el caso. cuando además de la tuberia deba retirarse fa propia
draga con sus anclas y traveses, debiendo posicionarla posteriormente al paso de la
embarcación.
En igual forma, una draga autopropulsada tendrá también que retirarse del sitio de
trabajo, al cruzar un buque por el puerto, siendo este paro menos critico que el de la draga
estacionaria.·
En este capitulo daremos /as principales caracteristicas de /os diferentes métodos para
realizar levantamientos batimétricos, poniendo especial énfasis en /os sistemas de
posicionamiento, comparándolos y dando ventajas y desventa¡ as.
Como se sabe para realizar el levantamiento topográfico de una zona cubierta por ayua,
es necesario contar con una embarcación en la cual se coloque un equipo capaz de medir
la profundidad bajo la misma y. a determinados intervalos de tiempo o de distancia, hacer
coinciilir la medición de la profundidad con el posicionamiento del vehiculo portador del
equipo. de medición de la profundidad.
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Laitorma de medición de la profundidad puede ser muy diversa, desde la sondaleza
que consiste en un tramo de cuerda con nudos a cada 50 cm. o un pie, hasta las ecosondas
digitales que miden la profundidad por medio del cálculo del tiempo que tardan las ondas
de sonido de baja o alta frecuencia en ir desde· la embarcación hasta el fondo y regresar
(eco), pasando por simples estada/es de madera o aluminio de 4 o 5 m. de longitud.
Adicionalmente este método sólo funciona durante el dia y la ventaja es que se puede
utilizar cualquier t1po de embarcación inclusive no cubierTa, ya que el único equipo a bordo
es la ecosonda, equipo que soporTa bastante bien la brisa y no es muy costosa, dependien- ,,
do de la marca y modelo, siendo la normal una del tipo Rayrileon de 5,000 a 6,000 U. S.
dólares.
Una variación del método de los dos tránsitos consiste en colocar uno solo de ellos
en uno de los puntos y medir el ángulo entre la embarcación y la linea base en tierra y sobre
el tránsito un equipo capaz de medir la distancia entre el tránsito y la embarcación, ya sea
por medio de estadia, o por un distanciómetro.
Un método más reciente. es aquel que consiste en colocar en lugar ele los tránsitos,
antenas respondedoras de radar. las cuales son interrogadas a cada cierTo intervalo de
tiempo por un equipo que va dentro de la emba1cación; el mencionado equipo que va en ,
el vehículo en movimiento es capaz de reconocer a cada una de las amenas respondedoras
colocadas en tierra y de calcular la distancia que existe entre el equipo maestro a bordo y
las mismas, por lo que, conocidas las coordenadas de los puntos de colocación de dichas
antemis. 'en tierra es posible resolver el triángulo y calcular la posición de la embarcación .
El método es bastante preciso y pueden conseguirse equipos que graben las distancias
en cinta magnética, discos 1/exibles o duros, junto con la información de la profundidad ya
digitalizada o cualquier orro tipo de información susceptible de digitalizarse como puede
ser la salida de un perfilado somero del subfondo, de un sonar de barrido o de un
termógrafo, ere.
· Necesidad de contar con una poligonal de apoyo terrestre para la colocación de las
antenas, la cual puede en muchas ocasiones, resultar más costosa o del orden del
levantamiento bacimetrico mismo.
· Como para la medición es necesario que exisla línea de vista entre la embarcación y
las dos antenas en tierra, es necesario, frecuencemenle cambiar de posición las antenas o
v.
colocar varias en mucl>as ocasiones. el acceso a los puntos de colocación es dificil, ya.
que frecuentemente este es sólo por mar y en puntos escarpados, como sucede en muchas
islas, recordando que adicionalmente a las amenas hay que llevar bacerias y al menos una
gente para que las cuide, instale, desinscale y oriente .
. A e seos equipos se /es debe alimentar con las coordenadas de las escaciones en Cierra
y en base a éstas, el mismo calcula las coordenadas y las graba o imprime. En el último
caso, es decir, en el de apear por fa impresión de los resullados, el paso de es los al plano
para la configuración es bascante cardado ya que es una gran canlidad de puncos, en general
uno cada segundo. Por lo ancerior lo más recomendable es grabar la información y utilizar
algún paquece para compucadora que placee los dacas y que obcenga y dibuje las líneas de
nivel o bacimecncas, es decir que las configure.
Exiscen cambien los sistemas de posicionamiento por satélite que, desde aparición en
los años sesentas, ·/Jan venido mejorando mue/JO en simplicidad y su costo lla venido
descendiendo sensiblemente.
Los primeros equipos eran bastante pesados y requerian algunas veces de horas para
poder calcular la posición en las tres coordenadas de algún punto, actualmente exiscen
algunas que pesan menos de 2 Kg. y obtienen posición hasta con intervalos de un segundo,
aderiils
.
'r~
de
.
consumir poca energía . •
Una de /as grandes ventajas de éste sistema es que pueden conectarse directamente
con una microcomputadora portátil e ir almacenando la información en discos flexibles,
además de que el posicionamiento sirve también para guiar a la embarcación y obtener
una mejor cobertura del área a levantar
Como principal ventaja de dichos sistemas escá el hecho de que solamente requiere
colocar una antena de posicionamiento en tierra, en algún punto que domine toda el área
y el otro viaja en la embarcación, existiendo comunicación entre equipos por ondas VHF o
UHF Lo ancerior implica la utliización de menor cAntidad de velliculos y de gence.
- - - - - - - - - ----- - - - - - - - - - - - - - - - 4 5 - - - - - - c -
'
Los equipos de posicionamiento cueman con sensores que reciben en la banda L fas
señales de código C/A, enviadas por los 17 satélites actuales del sistema global de
posicionamiento NAVSTAR, número de satélites que en un futuro será incrementado a 24.
Existe también el sistema de posicionamiento global o GPS, por sus siglas en inglés,
es una red de posicionamiento y navegación eJe 10 mil millones de dólares, desarrollado
por el Deparramento de fa Defensa de tos-Estados Unidos de Norreamérica y fue original-
mente concebido como un control de blancos para el sistema de armamento. Desde hace
algunos años, su uso se ha extendido al ámbito civil en fa navegación terrestre, aérea y
marina.
El GPS por el momento, tiene libre acceso para cualquier usuario. Cuando el sistema
esté totalmente concluido, contará con 21 satélites operacionales y tres de repuesto.
Cada uno de los mencionados satélites, órbita fa tierra a 17,700 kilómetros de altura
dos veces al dia, transmitiendo constantemente su posición en el espacio y en el tiempo
usando reto1es atómicos con una precisión de 1.segundo cada 300,000 años.
Con la información que envian los satélites, un equipo receptor es capaz de computar
su posición (fa del receptor) en cualquier punto de fa tierra en cualquier momento del dia.
Para aumentar fa precisión se deben usar dos equipos GPS intercomunicados, uno en
tierra y el otro sobre la embarcación, llegándose a obtener precisiones hasta de 1
metro.
Como desventajas del método, es el hecho de que no se sabe si en el futuro el
Deparramento de Defensa de los Estados Unidos de Norreamérica seguirá permitiendo el
acceso total al sistema o si codificará la señal para cobrar alguna cuota por su uso. En
general/os fabricantes de equipo arguyen que ya hay un número considerable de equipos
civiles COIJIO para que se tome una medida demasiado drástica y se perjudique a todos
esos usúáfios, por el momento dadas fas grandes ventajas del sistema habria que correr
...
el riesgo:
._
La -mayor parre de los equipos de tos tres u/timos métodos descritos que llamamos de
Distancias, Distancia-Rumbo y GPS, se deben conectar directamente a una computadora
y a través de una interfase poder alimentar también a fa computadora con fa información
de fa ecosonda, de un perfifador, de un termógrafo, etc. Es posible con un programa para
el manejo de fa información ir obteniendo en tiempo real fa trayectoria de fa embarcación,
sus perfiles, y tos datos para seguir caminos predefinidos o encontrar puntos, as/ como
realizar postprocesos para obtener volúmenes, planos batimétricos, planos con isofineas
de cualquier tipo vistas tridimensionales.
46
•
La ecosonda es un instrumento de medición de profundidades de agua, que computa
el intervalo de tiempo requerido para que una onda de sonido, que viaja a una velocidad
constante conocida, vaya desde un punto, se refleje en una superficie y regrese.
En estos casos. se toma como valor de la profundidad la linea media que se trace
dentro del espesor dado por la señal e impreso en el papel del ecosonda.
Las ayudas o señalamiento que facilitan el dragado pueden ser situados entierra o en
agua, dependiendo de las condiciones fisicas de cada trabajo.
-_:J============================-~-------------------------47 _____ _
en pantalla en fa computadora existente a IJorclo, fa que procesa fas coorclenadas del canal
o dársena, y determina fa posición de fa draga a través de un radio-posicionador.
Las señales en agua, son a base de boyas flotantes de libra de vidrio o de tambores
vacios de 200 /t. pinrados en un color llamativo. La colocación de estas señales se hace
a una determinada distancia fuera del fimtle de fa plantilla, en función de fas caracter/sticas
del equipo que se utiliza, como es su manga y fa posición de fa rastra.
Para el dragado nocturno, las setiales visuales deben contar con luces alimentadas,
por ejemplo con baterias solares, las cuales deben ser intermitentes y de diferentes colores
para fácil identificación.
Cuando no se cuenta con luces, deberan aclaptarse a las setiales tanto terrestres como
flotantes, mechones alimentados con diese/, o farolas de gas butano.
Pueden existir algunas estructuras en tierra como pueden ser las escolleras, en las que
es muy sencillo-pintar los cadenamienros y poner señales luminosas nocturnas.
Operación General
Distancia
El equipo opera con frecuencia de microondas y requiere que fa señal de linea sea
mantenida entre cada estación de referencia y el transmisor receptor pudiendo ser utilizado
en áreas de follaje ligero, no en el caso de obstrucciones significantes como montes,
edificios, estructuras o vegetación densa ya que interferirán la operación del sistema.
Acceso
Los sitios para la's estaciones de referencia deberán ser de fácil acceso.
Suministro de energía
Posiciones conocidas
1 1
LA BOMBA DE DRAGADO
Generalidades:
Las aspas del impelente, son las que efectúan la función fundamental de servir de guia
a la mezcla dragada al pasar a través de la bomba.
-;"" O T
Las aspas del impelente se extienden siempre hasta la periferia, pero no hacia el centro,
pues impiden el paso de las piedras, basuras y otros sólidos.
En el lado del e¡e de la bomba, lleva un casquillo para prevenir el derrame. El servicio
de agua al sello, es proporcionado a una presión mayor de la carga creada por la bomba,
a fin de asegurar una corriente positiva. La función del sello de agua, es prevenir el desgaste
del material del eie y empaque del collar in por la acción abrasiva de los sólidos.
Por tal motivo se diseña para hacerla resistente y duradera. Con ese fin el material
empleado en su construcción, es usualmente una aleación de acero al manganeso que
resiste el desgaste y de secciones gruesas para mayor solidez al impacto de piedras y
otros materiales, que suelen pasar por la rastra o por la boquilla de succión. Se construye
en dos mitades, la inferior va acondicionada para poderla afirmar a la base o polines. En la
superior se dispone la descarga con su brida correspondiente para acoplar la tuberia.
Las bombas modernas llevan por el interior de la carcaza, placas de desgaste inter-
cambiables para aumentar la vida de la primera.
Las turbulencias, remolinos y pérdidas por choques son inevitables en estas piezas,
pero siempre se procura reducirlas al mínimo.
Lleva el prensa-estopas y sello de agua, para evitar el desgaste del eje por abrasión
de la arena. Las tapas generalmente están divididas en sentido diametral, formando una
pieza superior y una inferior para facilitar el desmontaje. (figs. 13 y 14}
Eie: El eie es de acero y por un extremo va roscado para acoplarlo al impelente, por el
otro lado está la brinda de acoplamiento al motor o máquina de impulsión. Leva una
chumacera de empu¡e para contrarrestar el empuie axial.
---53--¡---
Las bombas de las dragas de auroprooulsión con tol•a son generalmente proyectadas
en lo referenre a la carga, para succionar una mezcla de agua v
sólidos cuyo peso
especifico es de 1 700 a 2 000 kgsim3.
Los limites practicas del conrenido de sólidos para bombear esta mezcla, son del 8 al
15% del volumen de la succión. Su proyecto de bomba sobre esta base, es capaz de dragar
con eficiencia materiales, como arcill~s, limos, arenas v gravas.
Para diseños practicas, la velocidad de la bomba de dragado debe ser de 150 a 300
rp.m.; es aconse¡able usar la velocidad mas alta posible dentro de este rango, a¡ustándola
de acuerdo a la carga que debe ser desarrollada.
Si la bomba no fue diseriada con la capacidad adecuada, tardará más tiempo para
llenar la tolva v si está exceoida, causar,i turbulencia en la tolva v mayor velocidad en el
derrame, lo que ocasionará que el porcenraje de materral retenido sea menor, aumentando
consecuenremenre el tiempo de dragado.
Una longitud adicional equivalente a tuberia recta, puede ser encontrada para los
codos y partes del equipo.
-~------ ---~----~ss-- ~----
---1--------------------------------------------------
Las pérdidas por fricción a través de las conexiones esféricas y en las rastras y
boquillas de succión, se pueden calcular por la formula siguiente:
hf = e v2/2g
hf = Pérdida de carga en pies
v = Velocidad en la ruberia en pies por seg.
g = Aceleración debida a la gravedad en pies por seg.2
C = Coeficiente de fricción en la carga de succión.
El desprendimiento del suelo es debido a fuerzas externas, las que deben ser mayores
a las fuerzas internas del suelo. Las fuerzas externas dependen de la geometrfa. del
movimiento y de la fuerza producida por el cortador.
Las fuerzas internas dependen de las caracteristicas del suelo, el que al ser atacado
por los dientes del cortador, genera un esfuerzo a lo largo del plano principal de corte;
La potencia y la fuerza en un cortador están determinadas por:
La fuerza cortante a lo largo del plano de corte.
u fuerza de penetración.
u fuerza dé fricción a lo largo de las cuchillas del cortador.
u fuerza de inercia al acelerarse el suelo.
El proceso del corte, es la combinación del movimiento de rotación del cortador sobre
su eje y el desplazamiento horizontal (abanicar) debido a la operación de los winches.
El corte en un terreno normal es hacia abajo, sin embargo en un terreno muy duro
(rocoso o una arena muy cementada}, el corte debe ser hacia arriba. debido a que fa
componente vertical de fa resistencia a (a excavación, puede llegar a ser mayor que el peso
de fa escala, entonces el cortador rebotara.
La forma de fa cuchilla o dientes dependerá del tipo y dureza del material a dragar.
Angulas de corte y espacio libre: Estos son los ángulos formados entre fa cara superior
de fa cuchilla y fa tangente al movimiento de corre, y entre fa cara inferior de ésta y fa tangente
al movimiento citado.
El valor usual del primero oscila entre 20 y 45 de acuerdo con el tipo de suelo,
empleándose los más agudos en los suelos suaves y los más abiertos en las arenas
compactadas y rocas suaves.
·El segundo generalmente oscila alrededor de 10 para minimizar las fuerzas de fricción
entre el cortador y el suelo (fig. 15 a 19).
Fuerzas de fricción y adl1erencia: Están ligadas con fa adhesividad del suelo y el ángulo
de fricción existente entre éste y el acero a través de fa relación:
T = a +dtang cf'
que proporciona el esfuerzo constante generado sobre las cuchillas. En ella:
11
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1
e;..(: Angulo de e or te
PIG. 15 ¡
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1
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FIG. 16
CORTE HACIA ARRIBA
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CORTE HACIA ABAJO
F IG. 17
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·.o DIVERSOS CORTADORES
Punta de
Punto ancha.
Punta de
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H
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= Aitura del corTe que puede hacer el corTador
En arena suelta o semicompacta 3 diámetros del cortador.
Zancos.- Los zancos son piezas cilindricas de acero reforzado, y de longitud suficiente
para que el extremo inferior cónico o puyón, pueda penetrar en el fondo.
Se emplean dos zancos, uno para avanzar la draga en el corTe o paso, y el otro como .
punto de giro para abanicar la draga al efectuar el corre, denominándose/e zanco de trabajo. ·
La posición de éste; es siempre de/lado en que va situado el codo giratorio o cuello de
ganso, con objeto de que al bornear éste, tenga poca amplit(Jd de movunivnto.
Traveses.- Los cables de acero de los traveses, laboran en poleas colocadas a ambos
lados.de la escala de dragado, próxima al extremo inferior de la misma, y se emplean para
bormi8/'o~'áo'imicar la draga al efectuar el cOrTe.
:;~!':. '~' ··.
Cad~ cáble se afirma por un extremo al ancla y por el otro al tambor correspondiente
.de la central de wjnches, que se opera desde la cabina de control.
Las anclas en las dragas estacionarias tienen una función primordial, ya que deberán
estar sujetas firmemente al fondo para garaptizar el borneo de la draga, a través de los
cables de acero y winches correspondientes.
Para una mayor efectividad, es com·eniente que el ángulo que forma el cable con la
honzontal, no sea mayor de 200
Los t1j.Jos mas comunes de anclas son: DanforTh, Pool, Delta, Stevin y Flipper Delta.
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"L
El ancla tipo Flipper Delta. puede resisrir un tirón sin moverse del orden de 10 veces el
peso del ancla. Es sin duda, la más eficienre de todas. (Figs. 20 y 21)
Mientras mas numerosos sean los alambres que componen un cable de diámetro
determinado, se aumentara su flexibilidacl y conforme vaya disminuyendo el número, irá
siendo más rigido, pero a la vez se incrementará la resistencia a la tensión, soportando
, mayores cargas, por lo que será su desgaste por fricción (Abrasión). Es decir, la flexibilidad
está en relación inversa al diámetro de los alambres individuales que lo componen, a mayor
diametro de éstos, el cable tendrá menor flexibilidad.
Los cables se construyen de varias trenzas llamadas torones, que van torciendo
alrededor de un núcleo o alma de fibra, que los mantiene en su sitio y evita la fricción entre
ellos. El alma de fibra puede ser de manila. sisal o henequén, 1mpregnada de un lubricante
adecuado. En casos especiales puede ser de algodón, plaslico, fibras artificiales o acero.
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Fuerzo de Retenr:1Ón
Etic1encio =
Pe~o de Anclo 1 1
P!G. 71 "'"'
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(
TUBERIAS
La tuberia metálica se fabrica er¡ tramos con una longitud de 12m. generalmente, ·y un
espesor que puede variar de 8 a 15 mm. con el fin de que pueda resistir el momento
flexionan/e que se presentará en el claro libre, al estar apoyada en dos pontones o
flotadores.
La tuberia flexible es a base de tramos metálicos rígidos de 12m. de longitud, pero sus
conexiones son a base de ¡untas esféricas o de manguitos de hule. Este tipo de tubería
generalmente se usa como flotante sobre pontones.
Para la tubería en tierra se usan generalmente ¡untas bridadas, unidas con tornillo y
tuerca con empaques de hule. En tierra la tuberia se apoya sobre caballetes de madera.
Existen también tuberias de diversos materiales ahulados. con longitudes que pueden
variar de 3 a 6 m. siendo algunos tipos rígidos y otros semiflexibles que pueden llegar a
formar un arco de 30~ Esta tubería va unida por medio de ¡untas esféricas especiales, que
deben ser resistentes al desgaste.
La tuberia sumergida se usa en el paso de canales o rr'os, que tienen un intenso tráfico
de embarcaciones.
Esta será tubería de acero con uniones soldadas para darle hermeticir..!Jd, forrado con
mortero lanzado el que se adhiere al tubo con una malla de gallinero.
La tuberia metdlica en la descarga de la draga estará su¡eta a una cierta presión, por
lo que es necesario que tenga un determinado espesor que podrá calcularse de la siguiente
manera:
d min. = p 11: o
2 E
T
d = Espesor mínimo de la pared de la tubería
O = Diiimetro interior de la tubería
p = Presión a la descarga de la linea
E = Esfuerzo de tensión del acero
Existe también ruberia de polietileno de alta densidad, la que debe usarse en materiales
finos como arcillas o limos, ya que la abrasión de un material grueso como arenas o gravas,
la desgastaría rápidamente (Figs. 24, 25 y 26)
PONTONES
Los pontones son elementos met<ilicos o de fibra de vidrio, que sirven para apoyar la
tubeda flotante, pudiendo ser de diferente forma, según eltrabaio a realizar. Es de primordial
importancia su diseño para su estabilidad pudiendo absorber fuerzas de olea¡e y viento de
tal manera que no se giren, ya que destruirían la tubeda sujeta en su parte superior
)
REGULAR DERECHO
REGULAR I.ZQUIERDO
LANG DERECHO
LANG IZQUIERDO
ALTERNADO O HERRINGBONE
1
68
arriba arriba
Cable reQular izquierdo Cable regular derecho
Izq. _ _ dar
IzQ.- _der.
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P!G. 26 . p o N T o N E S
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TAOLA d
J.D 2!0 370 530 S.JO 1 010 340 700 2 120 3 070 J 910 4 800
3.3 220 400 640 92ü 1 120 4/D 1 87D 2 320 3 380 4 30D 5 28D
3.7 . 240 440 700 1 000 220 6ID 2 04D 2 54D 3 690 4 690 5 760
/
4.0 270 470 760 090 1 310 740 2 22D 2 750 3 990 5.080 6 240
4.3 290 510 820 !70 1 420 1 870 z 390 2 960 4 3DO 5 470 6 720
4.6 300 550 880 1 250 1 520 2 OOD z 55D 3 170 4 600 5 860 7 200
4.9 330 590 930 34D 1 620 2 140 2 72D 3 380 4 920 6 260 7 6BO
5.2 350 630 990 1 420 1 720 2 270 2 900 3 590 5 220 6 640 8 160
5.5 370 660 050 1 500 1 830 2 400 3 070 3 8!Ó 5 530 7 OJO 8 640
5 .B 390 700 1 l!D 1 580 1 930 2 540 3 230 4 020 5 840 7 420 9 !20
6 .! 4IO 730 170 67D 2 030 2 670 3 400 4 230 6 140 7 810 9 600
6.4 430 770 1 220 1 750 2 130 2 810 3 580 4 440 6 450 8 200 10 080
6 :·7 450 810 1 2ao 840 2 230 2 940 3 750 4 650 6 760 8 600 10 560
7 .o 470 840 1 350 1 920 2 330 3 070 3 920 4 86D 7 070 8 990 11 040
7. 3 490 880 1 400 2 000 2 430 3 200 4 090 5 080 7 370 9 380 . ¡¡ 52D
7 .6 510
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t~~~20 ~ . '
.. .:·o;·.
1 460 2 09D 2 530 3 340 4 260 5 290 7 680 9 770 12 OOD
.., .
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1
NOTAS: Para obtener los 1113./hr. de Nterial sólido multiplique los valores de la tabla por el S de con-
centración. de sólidos.
Vamos a ver una breve descripción del tablero de mando de una draga, con tos
principales indicadores y palancas que se tienen para facilitar operaciones. '
Palancas de winches y zancos.- Las posiciones cenera/es de las palancas son las
posiciones neutrales. Cuando las palancas de los zancos son colocadas en la pos1ción
"caer", estos caen libre y rápidamente.
Borneo.- Una vez que el cortador está bajado hasta el fondo, se debe bornear ta" draga
hacia babor mediante el cable del winche correspondiente, aflojándose un tanto, mediante
el freno, el cable del winche de estribor.
Nunca debe iniciarse el borneo mientras los dos za!>cos estén bajados en el fondo. ,
Existen otras ayudas para el dragador, como es el giro compás que nos dará los grados
de borneo, /os manómetros de presión para los winches de Jos traveses para abanicar o
bornear, mandos electrónicos de botón para activar o desactivar el embrague de la bomba
dragadora, indicador de la profundidad de la rastra o succión, ya sea por medio' de una
regla o escala vertical o por medio de un sistema electrónico con representación gráfica
en una pantalla, la cual permite efectuar correcciones por marea. Indicador en pantalla e
impresora del registro del desplazamiento de la draga contra el tiempo, mediante una linea .
continua que nos indicará cuando la tolva ya no retiene más carga, as! como la duración
del ciclo (fig. 27).
74
(
Por lo anterior, para obtener /os óptimos resultados debemos capacitar al personal que
realiza la medición en ro/va, para que esta sea lo más apegada a la realidad.
Simultáneamente con /as sondas de la mezcla, se toman muestras arriba del plano de
/os sólidos asentados. Para este propósito se ha diseñado un aparato muy sencillo que
consiste en un recipiente cilindrico que va asegurado a una regla graduada. Se baja hasta
tocar el material asentado, y mediante fa varilla que va unida a fa tapa, se quita ésta,
\
Tod:Js /,lS mut:~5:ras .:1sl turnau'as, Sl1 nu':c:J:¡n pam uútcner el prutneu'io, fu CIJ.11nus ciará
el porcentaje a·e solidos en suspells"j" contenia'os en/a carga.
El tot.11 de metros C(i/.Jicos de material en ca.c.ia carga, es la suma ele súlic.Jos ascntacJus
más /os que se encuentran en suspensión.
En las dragas au!Opropulsadas mas modernas. existen algunos otros métodos para
cuantificar el volumen de mal erial deposilado en la tolva. como es el iflciicacJ_or electrónico
del peso en tonelaclas que regislra la lolva, para lo cual primerameflle al termiflar de dragar,
se espera a que se asiente la mayor parte del material en la tolva mienlras navega a la
descarga, para pos:eriormente expulsar por medio de bombeo el agua que se encuenlra
en la parte superior del malerial. Con el peso que reqistre en ese momento y el coflocimiento
previo de la densidad del material que se es1á c1ragando podremos conocer el volumen
deposilado en la tolva. Como complemento a lo anlerior, lambién se regislran los calados
en proa, medio y popa.
Existe otro indicador que nos registra en pantalla e imprime posteriormente una grJficCJ
de desplazamieniO de la unidad en miles de IOneladas, comra el tiempo; la cual es una
línea conlinua que nos permitirá ver el inicio de/llenado y el tiempo que larda, y cuando la
grafica praclicamente se vuelve IIOrizofllal es que la tolva ya no recibe ·carqa, o sea' el
nJaterial que estj encranc.Jo es el mismo quP St11e por los vertederos laterales, lu 4ue indica
la necesidad de suspender el bombeo e ir a lirar el mal erial, siendo esta la carga económica
de la tolva (fig. 28).
Para fines de programación y control ele las obras de dragaclo es delermimnle conocer
/os parámetros de operación de las dragas.
. :-·§;;~.
;¡.•• ' ~
.
15
NAVEGACION -DE RETORNb VACIADO DE LA TOLVA
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1
LLIENADO DE
LA TOLVA
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NAVEGACION
DESCARGA
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' OERETORNJ
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/
13.00 13.30 14.00 14.30 15.00
T E M P O.
(HORAS)
,,
Pi<¡. 28
--------------------------------, ~~~
'·1
-•'
Al término del tiempo electivo de dragado se efecrúa el atoro directo en tolva, con el
objeto de medir el volumen de sólidos decantados, mismo que postenormenre será
comparado con el volumen obtenido por métodos analiticos.
'
PESOS DE LOS RECIPIENTES VACIOS
Wl = 745.7 grs.
W2 = 742.55 grs.
WJ 750.85 grs.
(f ~2
(, ~ l ¡ .7 - 1 '; ~~ • ' ·, '.• u r .: •
JÜU cmJ
l.\.J <Jr/cmJ = 1. S J lun/ud 1 luclc>)
255 cmJ
S 3L. G - l 4 5 . 7 q rs.
= l . 7 ~ .9r/cm3 = l . 7Y ton/mJ (urcnu)
¡f S 7 =
275 c:r.J
57 7 . •i S - ! -: 5. 7 qrs. lluclul
O' s10 = = l . 7 3 gr/cmJ
'
l . 7 J ton/11tJ
250 cm)
57H.7) --- -
1-l/.SJ q t" S • = l . 7 .¡ g r/cmJ l . 74 tUii/ltJJ ( l ud u)
ó' sl1 ·
2~0 cllLJ
¿j S 12 =
S9 4 . 2 - 150.85 a rs.
= l. 6 l gr/cmJ = l . G1 tun/mJ ( ludt>)
27'j cmJ
l 11.47 + 1.53 + 1.51 + !.Sl + 1.52 + 1.73 + 1.73 ·> 1.74 +.-
(f S =
10 1. 6.1 + 1. 57) = l. 59 ton/i'l3 1 promedio en lodo)
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2
fJ) POiiCENT,UE DE SOLIDOS UJ ,>..,(¡.','f'rt::;,OtJ ( -~·:~:" ':'~-=-~·:' ___ Jx 1111
, ~
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Wm - f.JC'SO_cJe la mL'.:cfa::-:=cc-~--c·=~- ~~!:i --- -
a m!:.¡ t:· ·J tn;¡:L'II,J(UecJII{JCiO- Ww--t:--,- /UJVi - -
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1
~'lw = pt.'SO eJe>/ ac;ua efe fa zona U·' rir:~t:.ulo · - - - - - - - - - - - ---------·- --
Ws = paso at:f rnJtt:fl<lf dr<J(_)t~<:':) e:: ¡:rutucci,.u
N u r .4: S t.! IIU..:Iu¡L' L'l ¡JL'!:.U ud ·.. t:.L' t'l! ,·,¡:; :.11._/:JIL'IIIL'S U}JL'IJ.(;IUI/L'~
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e
(/ w : + (wl • w2 ~ wl)
(p.romcUio)
Pa(a medir el valumen de mJteri,ll en rol·.·,¡ a rraves eJe/ sistema de franco bortio en/as
dragas auropropufsadas que no cueman con Sis/ema de medición electrónico, se proceUe
de. la siguiente manera:
1.· Se 1/t?ll.l/a rU/va con agua y-"'' flllt/1• .!1111)():: /r¡mco bordo ublenJtmclu ¡¡si una attwa
promedio, por ejemplo: 1.58 m. qve susrr,1tdvs a /os 5.8 m. que es el puntal eJe la cJr.1~¡;1
{pd}, dará como resultado 4.22 m .. lo cual S-'r.e para enrrar en la tabla No. 10, donde
obtenemos el peso de la draga llena de ayua \','lfw = J 507 ton.
2.· Una vez obtenido el peso anttHIVr se s.1c.1 el .1gua de la tolva hasta quedar con agua
residual.
J_· Al conclwr PI proceso del punto.? se nerran las compuertas y se inicia el ffenaclo
de fa tolva co11 mc.•:cla
4.· Al iniciarse el llenado de la tol·:a h,"!!Jrá personal tomando sus lecturas en ambas
bandas. ast' como el muestreo en la.rol~·a oara ob:ener todos Jos datos necesarios que nos
permitan determinar el cornportamiell:o cie í,1 c,vga de sólidos en tolva.
5.- Al suspentfer el (ira.gado se to111a 1.1 ¡¡/riiiJ,1 lectura ele franco bordo, o/J/Ptlirntiu ulf
promediO de 1. 11m. r,:1'd res! a do al puntal pd " 5 80 m., nos da un calado eJe 4.G9 m., con
esco entramos en/a tabla No. 10 y nos da 3 9.;-; ron de peso.
uo
6.· Finalmente, con los datos obtenicios mediante este proceso y los resultados de
laboratorio, se aplica el principio de .:.rc;winec/cs llegando a la siguiente conclusión:
(·/Jr.. - h'dw
oo,vo::. Vs = ------------
. o's-lfw
i
EJEMPLO:
3 947 - 3 507
Vs = ------------------ ~ 611 m3
l. 70 - 0.98
Aplicando este mismo sistema, se elaboran las tablas que se muestran a L'Ontinuación,
donde se obC/ene el volumen de sólidos en tolva para diferentes tiempos, l1asta determinar,
la carga óptima, o tolva económica, que como ya se dijo anteriorrnerHe, se presenta cuando
el material que entra es el mismo que sale por los vertederos laterales, lo cual se puede
apreciar en la gráfica, cu.ando la curva de llenado tiende a llacerse lwrizontal (lig. 29).
'·"'
11
"- " 1'~ = 1.70 TON./m3. Pd = 5.80 2'w= 0.98 TON./m3. Wdw = 3,507 TONELADAS.
1
TIEioiPO FRAHCO BORDO FRANCO BORDO FRANCO BORDO lo4EDIO CALADO Wdm Wdm -Wd-,¡¡ Vs = Wdm-WdW
1 1
(MlNU105) ESTRIBOR Fe. (m.) BABOR Fb ( 11\. l Fm =~ (Fe t Fb) Pd-F.m "d"s - -:r-¡ ~
o 2.40 2.40 2"40 3.40 2755 - 752 1 1
1 2.35 2.38 2.36 3.44 2791 - 716 /
1 1
2 2. 19 2. 25 2.22 3.58 291 7 - 590 1 1
3 2.09 2.0"8 2.08 3.72 3046 - 461 1 1
4 1. 99 2.05 2.02 3.78 3100 - 407 1 1
5 1.89 1. 9 5 1. 9 2 3.88 3196 - 31 1 1 ¡
6 1 . 60 1 . 55 1 . 57 4. 23 3517 10 13 1 1
7 1 . 41 1 . 55 1 "4 8 4.32 3598 91 126 1 1
8 1 . 39 1 . 55 1 . 47 4"33 3607 lOO 13E J 1
9 1. 38 1.55 1 . 44 4.36 3635 12L 1i7 1 1
1o 1. 35 1.55 1. 4 5 4.35 3625 118 163 1
11 1. 34 1 . 53 1 . 43 4.37 3644 13 7 190 1
12 1. 34 1. 53 1 . 43 4.37 3644 13 7 190 i
13 1.33 1 • 53 1_. 43 4.37 3644 137 190 ' 1
'
T~R 0€ l.ll ~DE SOLIDOS EN TOLVA POR INCREMENTO DE CAlADO
'6', = 1.70 TON./m3. Pd = 5.&0 2'w = 0.98 TON./m3. · Wdw = 3,507 TOUELADAS. \
TlE~ ~e oBOF\00, .. . a\AHCO BORDO ~CO BOF\00 loCEDIO CAUIDO Wdm WdDl-Wdw Vs = Wdra • Wdw
()oü~WTOS) ESTRIBOR ft. (la.) ' 'IWIOR Al ( 111. l F111 = ~ (Fe t F11) Pd- F111 J"s • d' w
25 J • 26 J . 4o J • 33 4.47 3738 231 ::20
·26 J • 26 J . 39 J • 32 4.48 37H 240 - ;33
27 J • 29 J • 39.. 1.34 4.46 3729 222 508
28 J. 27 J • 39 1. 33 4.47 3738 231 370
29 1 . 24 1 • 39 1. 51 4.49 3756 249 ; .; 5 1
30 1• 25 1 • 37 1. 31 4.49 375ó 2•19 ::4 5
31 1 . 25 1 • 3S 1. 30
- 4. 50 3755 •V
258 .:: ... ~
32 1. 22 1. 35 1 . 2~ 4' 52 37&.! 277' 35~ 1
35 1 • 26 1 . 35 - 1. 30 4.'i0 37ó5 258 ?S3
3·1 1. 2~ 1. 35 1 . 29 4. 51 377 4 267 :;a 1
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TIEWPO FI\AACO BORI>O f'RAA eosORD<l FI\AACO BOROO loiEDIO CJUJ)O Wdm Wd111- Wdw Vs = Wdru -Wdvi
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(l.tlHUTOS) ESTRIBOR Ft. (la.) BAB 00 Fb ! 111. l fm =\ (Fr t Fla ) Pd-Fm 4"s - :r ;wJ
53 l. 20 1.30 1. 25 4.55 38 í 2 305 4231 1
·.54 1 . 20 1. 30 1 . 25 4.55 3812 305 423 1 1
55 1 . 19 1 . 30 1 . 24 4. 56 38 Z1 314 436 1 1
5ó 1 . 20 1. 30 1. 25 4.55 3812 305 423 1 1
57 1.20 l. 30 ., . 2 5 4.55 3 81 2 305 '
.: 23 1 1
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4. 58
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314
333
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TltBUl.I>OOR DE LA CAP.tJA [)E SOLIDOS EN TOLVA POR lNCP.EMENTO OE CALAOO
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~-------~----------+---~-----+-------------i-----+-----r------~-------------4
~----~----------+---------+-----------~-----~----r------~-------------~
\
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!' 1
~
1
3
DRAGA: 1,100/1400 m
Volumen de Sólidos
( m3)
1
LUGAR:
TUXPAN, VERACRUZ
i1 '
Volumen calculado : 1
4 00 3
OARSENA DE CIABOGA SECCION ( 5 ·600/4-500) 611 ...
Tiempo optimo-:----1
84m¡
Fecha:
7·Avosto;l992
200
. . 1
T 1empo Optvno ~e Draoado
( NAVEGACION) ( O RAGADO)
--~~---------.-----------1----------~~---------.------------------~~~--
90 60 o 30 60
1
90
li!
1
''
TIEMPO EN MINUTOS
'··
(()
"'
'
1
/
1
TABLA No. 9
----~------
- .
Peso de una draga de 1,100 /1,400 m3 de capacidad en tolva, en función del calado
-
r- 1
1 . - 1 . i ~
CALADO PESO (TONS.)I CALADO 1 PESO (TONS.)' CALADO! PESO (TONS.) i CALADO! PESO (TONS >i
=======~--==-=-======------------~----
DE VOLUMEN EN TOLY:_:A__,_ _______ _____ 8 _7_ _ _ 1___ _
Para la cuanrificación directa del volumen ele sólidos en tolva, se realizaron un total de
doce aforos con sondaleza, seis del I;Jcio ele estribor y seis en babor, ol..Jteni6ncJose Jos
-----
siguientes resultildos:
ESTRIBOR a;.aoR
-
5.00
5.75
5.00
5 90
G.oO
....
6.30
6.00 5.60
6.50 6.50
6.90 7.00
36.45 36.50
Dragando 1:21
Navegación a descarga 0:45
Navegación de retorno :0:45
Maniobras dentro de la 0:05
operación
610m3
208 m3/llf.
2.93/Jr.
ANALISIS OPERATIVO DE UNA DRAGA AUTOPROPULSADA 3R
1
El análisis operativo para una draga de este cipo se puede resumir en el siguiente
(
flujograma que por si sólo se explica: .
- 1 PüSié:IU!'Jt\:·tl L:n·r~
¡,¡_,·r-\.í...l :::i i. S U L'L
/
1--
1
;.: ( • r: LO
Los estdndares inrernacionales acepran como eficiencia operativa un 70% para dragas
auropropulsadas y un 60% para dragas esracionarias.
Desde luego los es candares anreriores. son bajo el sisrema de operaciún conri11ud que
sigm.fica rrabajar dos rumos dianas de 12 !Jrs. cada uno, los siere días de la sem~na. Al
Ct nl.J.Jjar menos turnos 1a t 1 ficiencia opcr ativa <lisnlinuye, como se observa en la yd fica (liy.
30).
Es muy dificil por lo expuesro a111eriormenre. c¡ue el fonda y taludes dray.1clos queden
exactamént~.con la geometná que marca el pro~·ecto, por lo que siempre existirán roleran-
cias en el dragado, ranro ver rica! como i>ufiLOnr,l: ..
•.
La tolerancia vertical será como maximo de JO cm. para dragado en rios y dársen.Js, y
de 50 cm. para dragados en mar abierto. ;
Por lo que r~specra a la rolerancia l>orizonral, esra será variable y dependerá del ángulo
de reposo c;ue adquiera el iondó merino de acuerdo al ripo de marenal por drauar
Las ro/er;¡ncias anreriores, ser.in ,1pi1cacl.1s en la rotalidad del área a clral)a<
:J9
e- ·- - -
17
33 "lo
5O 'Yo ~-
'/
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~FICIENCIA OPERATIVA 7 o 'Yo ~/, ~~
. 0:1 53
~
o/,, 3 7 'Yo
1
TURNOS NO
TRABAJADOS ·
20% /~
¡.:"- ¡4 e'-
~~ ~ f~
··~
--
D€:TENCIONES "'INIMA S
OBLIGADAS 1~ 3 o 'ro =- 30%
- ~ 30% -
-
30
~ - ¡j
1 5 10 5
TURNOS A LA SEMANA 2 1
ESTACIONARIAS
( OPERACICN CONTINUA)
14%
2 8 '!lo
4 3 'Yo
40 'Yo - 40%
4 o 'Yo 4 O 'ro
DETENCIONES MINIMAS
OBLIGADAS
10 5
1 5
TURNOS A LA SEMANA 2 1·
Fig. 30
\
90
(~
PLAN DE OBRA
Toda ol.Jra efe cfril~¡aclo cfcl.Je ft311L1 r w1 ptu(¡'tarna pre\/ianwnte csra!.Jiecic.Ju, éste so
denornina PLAN DE OBRA - '
Lo m.:ís illlport,lnte eJe este cfocur/jt'nlu. es /,1 rcttoofimcntociún c¡ue nus pennira
comparar los paráme:ros suouestos cont1c1 lo~ que se hayan medido durante el desarrollo
de la obra para deiectar las desviaciones t;ue se presenten y reprogramar el plan de
operaciones original de JcuercJo a los pa.r;itnt:rros reales.
Existen c;'us ton natos Jiferenres para c;¡/cui.:¡r la producción p"or turno, uno ¡J<.JfiJ dragas
esta~ion~riasy otro para ilutopropulsadils (ligs. 31, 32 y 33).
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r---------------------.:_P:.:LA::N:_..:DC:..:_:O:::O::.:_RA:_::No:_:====·=·=·~=g=f~::,·
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ll LOCALIZACION CLAVE
'
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J..1uniciplO
L u~ or
Z on e
Zono dt ·tiro
21 TIPO DE OBRA
~L DESCRIPCION
41 JUSTIFICACION
51 OBJETIVO
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161 METAS
,,
71 COSTO
------------------
J TOTAL S
PIG. 31
'
DRAGA AUTOPROPULSADA
MEMORIA CE CALCULO DE LA PRODJCCION POR TURNO:
OfiiiAOA (A.PA(IOAO 0( LA TOLVA
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P[(HA.
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(M!L:::i :q)
VO\.UW(N _, TU AH05 CAlf~O&AIQ Of OP!FI.t.Ct0Nt5 y PAOOUCCIOH W[h~Al
POA O•A POR M('5 fNf A ti A . JUN.! JUL. AOO Sr: p. OC T NOV. 01 c.
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I1 1G. 32 .-~)'
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PROGRAMA
MEMORIA OE CALCULO DE LA PROOUCCION POR TURNO
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1
INFORMES DE AVANCE EN EL TRABAJO 94
Dentro de los diferentes tipos cft~ ir:.'on;:ps c;ue se tienen, destaCa por su claridad y
contenido el CONTROL DI;',,:; lo DE F.=.oDUCC/0.'1, en el que se puede ver la distriiJuc,ún
del tiempo, en tos concepros que in:t:u:an la c...·perJción y tos paros programados y no
ptograrn;ulus, el vufUIIIl'll <lrngaclo. t1¡w t!t• nr;¡f~':l:.tl, el clL'talle de/;¡ u¡JCfilciUn y zun;_¡ ele
{JJO. En la parí(? ¡.Jos:erior dt? fa /1oja se íJUlltir:i el ntimero de tol~o'aS, por WfiiU, a:.;i como el
volumen por tul.., a V tamO,Jn un mCJ'y'Of cft.1taffe de las observaciones, principulmcntc si lluUo
paros por o:rJs causas V r,·u.J manr.enin::cnto rut1n:..uio, preventivo y conectivo se re:; !izó, ya
sea en cubierta o en móqu1nas (lig. 3d).
Este informe inc!uve también, una serie de comentarios breves de las incidencias o
acontecimientos mjs relevantes que se presentaron durante el desarrollo efe los trabajos
de cada uno de las clrJg,<s. con el propósi:o ele tener un panorama guneml U el dcsernpe1io
de la Ilota.
Una vez conl!unt;Hios los voltimC'nPs ¡Jror_p.1m;¡cfos comra los rea/izQcJos, se cJcteroúna
si el programa suirió <llguna e/esviaciUn ven caso de que existiera, se analizan las causas
que la motivaron pariJ estdt.Jiecer las accwnt1 S correctivas tendientes a ai.JatirhJ.
Comunmenlt\ f;:¡s desvinciones QUL' se presunwn en los tralJ<.~¡us du' cir;u:J:Hfu ~·}
originan por li.ls siguienres causas:
Sin embi.lr'JO. por cli'l.'t?rsas raZüflt 1 $, p-.,srp la posibilic.iad ele (/1/L, t'::to penótlo se
prolongut"', lo quo i"fTJfJiiC\1 un déficit t'n fa producción, siendo tísta rn.-is .•:r·n~I!Jfn cuan:o
mayor sea vi pvlllf1Ó~il ele la draya.
En tocia acriviti~HJ t!e dragaclo, in·;;:,·¡;:fJit""~t.nente se presentan un sin número eJe im-
ponderJ.bft1s que tienen un efecto dirt'Cto ;,"la l 1 ficicncia oppr,1tiva y por /o r.1nto, puccfcn
alterar el utmo cit.: trab,Jjo eh' las unhl<lch':; u',unlu oriyen a las cJesviaciunc:->.
Atow:~1s Lfe f;,¡s ;lUt'tt!ciuflL:lS qt.:c <!.'t:l·:.::l t..ll plan de operaciones el u un;¡ cfr¡1~1;¡ puf.'cfen
ser co~reqid~l~ dr::? inmediato por la tri_rJui.:~:i(Jn, sin embargo, existen otr.~s i 1'LII? no pueden
95
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o NO M 8 RE DE DRAGA
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FIG. 34
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EQUIPO AUXILIAR
D(SCR 1 PCJON DEL EOU IPO NOVEDADES
--
A continuación se enlistan una serie de casos fort_uitos que se presentan con más
frecuencia: mantenimientos correctivos de fallas menores (son los más significativos},
retiro de escombros y basura encontrados en la zona de trabajo, paro de actividades para
dar paso a buques, por encontrar material no dragable o tuera de especificación, mal
tiempo, ere.
Con cierra medida, todo programa de dragado debe tomar en cuenta el factor "im-
ponderables", y la eficiencia lograda dependerá en atro grado de la preparación y habilidad
del personal operativo .
. Para llevar el control de las obras y verificar la medida en que se van cumpliendo las
metas previstas, es necesario elaborar un reporte mensual de operaciones, el cual, para
mayor claridad, puede hacerse a base de formatos.
Cabe destacar la importancia de incluir en este informe, una descripción del estado
lisie o que guardan las obras en cuanto a profundidades y dimensiones minimas aprovech-
ables que se lograron en los canales de navegación y dársenas; asi como resaltar los
beneficios que obtienen los usuarios de los puerros con los avances all:;anzados en el
periodo. -
Otro de los aspectos relevantes que debe tomarse en consideración para llevar un
buen control de las obras, es la determinación de tos rendimientos obtenidos por las
dragas. Esta información no solamente refleja la productividad de las unidades, sino que
tambJ,~.~·.es de gran utilidad para la realización de diversos trabajos, entre tos que destacan:
a(láli~is de precios unitarios, elaboración de planes de obra y estructuración de programas
a largo plazo.
Es evidente que el rendimiento de una draga, varia de acuerdo al puerro donde trabaja,
ya que cada uno de ellos presenta una problemática muy particular. Por ello, es recomen-
dable obtener sistemáticamente tos parámetros de producción, en todos los sitios donde
operan las dragas y crear una serie de ·estadisticas de productividad, lo más completa
posible.
Sin embargo, cuando no se cuenta con el personal y tiempo suficiente para realizar la
medición directa. los rendimientos se pueden calcular por medios analiticos, tomando
como base el CONTROL DIARIO DE PRODUCCION, lográndose resultados aceptables.
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1.- PROGRAMAS DE MANTENIMIENTO
El proceso del mantenimiento debe ser contin~.J. ya que las interrupciones provocan
pérdidas y la corrección de condiciones defectuosas, origina un incremento de costos y
una disminución en la productividad.
A continuación presentamos una relación de los equipos de dragado más usuales que
deben ser programaclos para su mantenimiento.
EQUIPOS DE DRAGADO:
• Dragas
• Remolcadores
• Chalanes
• Embarcaciones auxiliares: lanchas lopohidrográficas, de servicio, de
salvamento
• Grúas
• Tiende tubos, cargadores frontales
• Estaciones de rebombeo
• Equipo auxiliar de descarga: tuberia, flotadores, conexiones radiales,
• En general cualquier equipo que contribuya a realizar la labor de dragado.
La planeación del mantenimiento puede ser tan simple como la identificación de las
actividades a realizar. sin embargo el objetivo de la planeación es lograr desarrollos futuros,
obtener JTietas sobre todo a plazos medianos y largos que se puedan cuantificar deter·
minahd'!:.sus repercusiones en la empresa. )
' - f4
Eti'"tinaplaneación adecuada se debe tomar en consideración la identificación de fines,
la que consiste en determinar los objetivos y metas que se desean alcanzar a corto, mediano
y largo plazo, entre /as que podemos mencionar como importantes:
• Prolongar la vida económica de los equipos
• Obtener permanentemente de los equipos, rendimientos próximos a los de
diseño.
• Evitar al máximo reparaciones y trabajos de emergencia
102 (
A LARGO PLAZO:
A MEDIANO PLAZO:
Son aquellos planes que están vinculados con los objetivos, politica y procedimientos
del mantenimiento a efecto de que estos sean afines con la problemática de la empresa.
Estos planes normalmenre se ligan a /os presupuestos y se conocen como Planeación
Tactica.
A CORTO PLAZO:
Este tipo de planes abarca tanto el mantenimiento que hay que efectuar diariamente·
como el que hay que realizar de manera periódica en forma cfclica.
Este tipo de planeación se elabora por /os técnicos del grupo de control del rnan·
tenimiento por ser de carácter rutinario.
PRESUPUESTO
~;;r..~
Este se integra con base en las necesidades del parque de maquinaria para su
operaciÓn y conservación durante cierto periodo u obra que en el caso de la Administración
Pública es el ejercicio presupuesta/ (anual) pudiendo dividirse en los siguientes capitulas:
MANTENIMIENTO MAYOR
e) En seco
eb) A flote
IC) Refaccionamiehto
.,
·- J.UJ
,_
MANTENIMIENTO PREVENTIVO
ea) Refaccionamiento
lb) Mano de Obra (en su caso)
MANTENIMIENTO RUTINARIO
ea) Salarios
lb) Supervisión
1
ec) Viáticos y pasajes
'·
e
104
En virtud de que las Sociedades Clasificadoras norman que todo barco debe entrar a
dique para inspecCión de casco, sistema de propulsión y gobierno cada 18 meses o como
máximo cada dos arjos, resulta económico restituir al equipo sus características de
operac1ón originales en un período similar.
Estas reparaciones se llevan a cabo por tiempo calenclerio o por /Joras de operación
de cada sistema.
Otra posibilidad que genera reparaciones mayores la constituyen los accidentes que
puede sufrir una draga, con la salvedad que esta acción no es planeada.
SUPERVISION: ,
CORRECCION DE FALLAS
Este tipo de reparaciones se origina por un _desperfecto que sufre la maquinaria en
operación, el que deberá ser evaluado por el supervisor de maquinaria.
J
afectadas se envian al taller o se adquieren/as que no sean susceptibles de reparar, muchas
de ellas de importación, lo que onginará ~arios dias o semanas de demora.
REHABILITACION
i
La rel1abilitación incluye aquellos trabajos de inspección, ajuste, 'servicio, cambio de
partes y repuestos que se e1écutan en las unidades, cuando estas sobrepasan el periodo
de su vida económica. Estos trabajos se aplican, 'si no a todas, si a la gran mayoria de
sistemas que integran una draga, incluyendo el casco, su limpieza y protección anticor-
rosiva y su ejecución deberá ser en un astillero o dique seco. El objetivo es tratar que los
sistemas reparados, regresen lo más cerca posible de su estado original. '
· .ffrf!./r ·-
Es''conveniente pensar en rehabilitar una unidad cuando se pueden lograr los objetivos
siguietíii3S: ·'
lOb
(
Para efectos del costo, el rendimiento de una draga depende de los siguientes factores:
Por lo anterior podremos definir como carga económica de la tolva, aquella en la que
se obtenga el máximo volumen depositado en el menor tiempo.
'Se llama pérdida por desbordamiento, la relación entre la cantidad de material que sale
por los vertederos y la que se bombea a la tolva, por unidad de tiempo. En el caso más
desfavorable esta relación será la unidad. La representación gráfica de la tolva económica
la podemos ver eri la (fig.35) donde se observa ei ciclo completo del dragado, pudiéndose
detectar que la mayor producción .se obtendrá cuando la tang.
sea la máxima. ·
Por lo mismo dicha tangente, indicará el momento en que el bombeo debe suspenderse .
para ir a vaciar la tolva.
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Fig 35 Gr~ftco del ciclo de operaciÓn de una drogO outopiopulsodo con tolva.
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·y --:_c;osto unita:.-io.din~cto
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2. 4Jy rnJ .¡ci¡;lo .;·
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Costo uniturio'dirccto
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1 l :, t:1 J !! :
Desde los tiempos inmemoriales los trabajos de dragado han tehidoen todos los paises
de la iierra una imporrancia capital, ya que han servido para rellenar tierras inundables,
p~rmirir el rrilfico de embarcaciones, construir canales, di!usenas porruarias, regularizar
cauces de rios, proteger costas, crear playas artificiales, mejorar sueros, explorar bancos
de mareriales, ere., actividades todas es ras ligadas al desarrollo de las poblaciones, sus
habitantes y sus medios de vida.
Nuestro pais tiene una de las le"gislacion'es más. avanzadas-1m esta materia ~omo es la
Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente y sus reglamentos
' ' correspondientes, que hacen obligatorio que.para. todo trabajo de este tipo, se presente
una manifestación de Impacto Ambiental a fin de poder obtener la autoriiación para su
realización. ~-~ ·
( ' .
LOS TRABAJOS DE DRAGADO ' '
·Múltiples son los· o6jetivos que se pueden obtener con /os trabajo_s de dragado según
sea su finalidad, tipo de material por dragar, el equipo a_utilizar y la forma cf_e ,disposición
del material producto del dragado.·
Dependiendo del tipo de material, será como se impactará al medio ambiente desde
el r;:omento de su exr;acción 11asta su depósito.
. 1 ·:: ••
.; '.'
Será pues necesario tener plenamente definido el trabajo,de draga_do a realizar y las
caracteristicas del medio que se va. a modificar, a si como /os beneficios que se van a
obtener a fin de que puedan evaluarse adecuadamente /os diferentes fáérores y que del
' . balilliclfde /os mismos,. se determine la conveniencia de su realización, ./as medidas de
· · · mltiga~íÓn'éie efectos en su caso y las fo-rmas de control que s_e estabtez~anafin de verificar
....- - -'•¡•·'L • •
· su rea._qacton. . . ... • · . .:. . · : :. . :.:>, • • • • •
. . .
.. ' . '·~
Una manifestación de impilcto ambiental deberá cub;ir tos siguien¡es aspectos:
' . .....
- ' ':. .
· ' ·''información de: tipo general sobre la empresa o .institución que realizará el trabajo de
dragado y la empresa responsable de la elaboración del Estudio de Impacto Ambiental.
(
'
....
'