Ondas y estructuras marítimas: Diseño e Ingeniería

Onda larga

Es un conjunto o grupo de olas grandes seguidos de una relativa calma. Esto se debe a que el oleaje está formado por la superposición de frentes de onda de diferentes longitudes de onda. Se produce una variación de la altura de la ola con una cierta organización que hace que la energía que llegue a la costa varíe en el tiempo y como resultado el nivel medio de la superficie libre también lo hace. La onda larga produce problemas de resonancia en puertos y forma ondas rítmicas (surf betas) y en playas se da “Beach up”. Los ejemplos que podemos encontrar en el litoral español:

• Corrientes en la bocana del puerto de Mundaka
• Bocana del puerto de Gijón
• Dique de abrigo del puerto de A Coruña

Modelos físicos

Semejanza Geométrica àà Basado en escala àà λ = Prototipo/modelo (Escala geométrica) -Semejanza Cinemática àà Tiene en cuenta la velocidad de movimientos (escala de tiempos = λt)-Semejanza Dinámica àà Fuerzas en modelo hay que cotejar con la realidad, constancia en la relación de masas (Escala de masas = λm)

Zonificación

1) Teoría de ondas h/L > 1/2 àà Indefinidas 1/25 < h/L < 1/2 àà Transición h/L < 1/25 àà Reducidas

2)Eólica Marina  Someras <20-­‐25 m  Intermedias 20-­‐25 a 40-­‐50 m Profundas > 40-­‐50 m

3) Oil y Gas  Shallow: hasta 1000 pies (aprox 300m)  Deepwater(offshore): 1000-­‐5000 pies Ultra deepwater(superoffshore): >5000 pies

GBS

Gravity Based Structure. Son grandes estructuras que aseguran la estabilidad por su propio peso, la sección se reduce según va hacia arriba. La mayor llega a 300 m de profundidad aunque lo normal son 80-­‐200m.

TLP

Estructura flotante que está sujeta por tendones para evitar salir disparado, suele haber 2—3 tendones por pata. Destacar que los tendones son verticales. Se usan a más de 300 m de profundidad.

Jacket

Estructura directa de celosía, deben ir ancladas al suelo, en este caso con pilotes quesuelen llegar a los 100 m.

Reconocimiento de campo. Drill Ship

Barcos de perforación a grandes profundidades FPSOààBarco, hace algún tratamiento, almacena, y transporta FSOààAlmacena y transporta FSUààSolo almacena  Jack-­‐upààsondeos en puertos RovààVehículo de reconocimiento, gran maniobrabilidad bajo control humano directo y fuente constante de energía AUVààAlmacenan datos, orden antes de salir y funcionan con baterías de energía

Tipos de obras marítimas. Exteriores

Diques de abrigo (Talud, Vertical, Mixtos, Especiales)  InterioresààMuelles, pantalanes y duques de alba De servicio al barcoààVaraderos, gradas, synchro, travelift, boyas o campo de boyas  CosterasààRígidas (revestimiento) y blandas (espigones, dique exento, dique arrecife, dique sumergido)

Dique talud. Propiedades del núcleo

1-­‐100 Kg  Por encima de pleamar (0,2 m)  La maquinaria debe resisitir Htrabajo (>PMVE + Hc) Ancho de doble circulación (8m) Hacerlo con vertido directo  Optimización de recursos /cantera/ material del lugar

Dolo

Es una pieza de hormigón utilizada en mantos exteriores de diques talud, que trabaja por rozamiento y trabazón. Otros ejemplos que podemos encontrar son: tetrápodo, acrópodo…

Espaldón en un dique escollera

El principal problema en un dique de escollera es la rebasabilidad. Por eso el consigue evitarlo además de: -­‐ Ahorrar una cantidad importante de manto.-­‐ Ganamos zona abrigada.

Diferencia entre equilibrio hacia arriba y hacia abajo.

Se da en diques en talud cuandoα toma valores mayores o menores al valor crítico. El equilibrio hacia arriba se da en taludes muy tendidos y estructuras rebasables. El oleaje desplaza las piezas hacia arriba. El equilibrio hacia abajo se da en taludes menos tendidos.

Bloque de guarda

Se pone en diques verticales para evitar socavaciones en la banqueta y en el monolito. Pueden estar embebidos o no embebidos en la berma.

Talud

Admite asientos al ser muy deformable.  Donde no existe suficiente calado para que el oleaje refleje.  Cuando hay materiales de cantera, bloques de altura pobre. Hay sitios donde no se puede. Vertical: No admite asientos, terreno uniforme para cimentar. Existe calado para reflejar el oleaje. Uso de hormigón especial. No en diques cortos pues no compensaàà grandes diques.

Fallo de un dique talud

Deslizamiento del manto o del espaldón. Vuelco del espaldón. Fallo del núcleo-­‐filtración. Deslizamiento del talud.

Fallo de un dique vertical

Banqueta: por socavón o pérdida de unidades. Monolito: deslizamiento, vuelco o hundimiento. Espaldón: deslizamiento, vuelco, hundimiento o rebase.

Fallo estructural de d. talud

Vuelco del espaldón, deslizamiento del espaldón, deslizamiento del manto, lavado de finos, avería profunda del manto por pérdida de elementos, fallo del núcleo, filtración.

Fallo funcional de un dique

El fallo funcional puede ser reversible o irreversible. Los componentes sin: rebasabilidad, permeabilidad, orientación, diseño y traza.

Fallo gradual àà Obra flexible, acción de un tren de olas (H_1/n), se usa geometría estadística. (Dique Talud)

Fallo instantáneo àà Obra rígida, acción de una única ola H_máx, se usa geometría estadística. (Dique Vertical)

Obras frente al oleaje

Dique vertical àà reflejante. Dique talud, espigón, dique exento àà deformable. Pilotes, muelle de cajones, muelle de bloqueàà rígida

Taludes recomendables

Escollera natural: 3H/1V àà 1.5H/1V cotgα=1.5-­‐3 Bloques de hormigón: 2H/1Vàà1.5H/1V cotgα=1.5-­‐2 Piezas especiales: 1.5H/1Vàà4H/V cotgα=1.33-­‐1.5

Elementos dique escollera

1Núcleo2Filtros(primario y secundario)3Manto4Banqueta5Berma6Espaldón