Instituto Politécnico Nacional.
Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura. Unidad Zacatenco.
Apuntes de ingeniería marítima.
Elaboró: Cruz Vázquez Fabian. Grupo: ACV1
Profesor: Ing. Olmedo García Juan Enrique.
Pág. UNIDAD 1.- ASPECTOS OCEANOGRÁFICOS.
1
1.1.-Morfología costera.
1
1.2.- Mareas.
6
1.2.1.- Definición
6
1.2.2.- Clasificación.
6
1.2.3.- Niveles de mareas.
9
1.2.4.- Utilidad de las mareas en ingeniería civil.
10
1.2.5.- Equipos de medición.
11
1.3 Vientos.
12
1.3.1.- Definición.
12
1.3.2.- Clasificación. Clasifica ción.
13
1.3.3.- Fases de un huracán.
14
1.3.4.- Diagramas de Lenz.
17
1.3.5.- Fuerzas que generan viento.
18
1.4 Corrientes.
19
1.4.1.- Definición.
19
1.4.2.- Clasificación. Clasifica ción.
19
UNIDAD 2.- OLEAJE.
21
2.1.- Definición.
21
2.2 Nomenclatura.
21
2.3 Teorías de la ola.
21
2.4 Cálculo de ola.
25
2.4.1.- Método aritmético.
25
2.4.2.- Método estadístico. estadístico .
25
2.4.3.- Método gráfico SMB.
25
2.4.4.- Fenómenos que afectan el oleaje.
30
UNIDAD 3.- TRANSPORTE LITORAL. 3.1.- Métodos directos.
40 40
3.1.1.- Espigones. Espigones .
40
3.1.2.- Trampas y fosas de arena.
41
3.1.3.- Trazadores.
42
3.2.- Métodos indirectos. 3.2.1.- Formula del CERC.
UNIDAD 4.- PROTECCIÓN DE COSTAS.
42 42 45
4.1.- Escolleras.
45
4.2.- Rompeolas.
45
4.2.1.- Diseño de rompeolas.
UNIDAD 5.- NOCIONES DE DRAGADO.
46 55
5.1.- Criterios para la elección del tipo de draga.
55
5.2.- Fases de dragado.
55
5.3.- Tipos de dragas.
57
5.3.1.- Dragas mecánicas.
58
5.3.2.- Dragas de succión.
61
Glosario Portuario.
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UNIDAD 1.- ASPECTOS OCEANOGRAFICOS. 1.1.- MORFOLOGÍA. CALETA: Cala o ensenada pequeña.
ENSENADA: Entrante del mar en la tierra formando un seno donde pueden fondear los barcos para abrigarse del viento; es de dimensiones menores que una bahía.
1 Ensenada Baja California
CABO: (O punta) Es un accidente geográfico formado por una masa de tierra que se proyecta hacia el interior del mar, recibe el nombre sobre todo cuando su influencia sobre el flujo de las corrientes costeras es grande, provocando dificultades para la navegación.
2 Cabo San Lucas
ARRECIFE: Gran masa constituida por organismos calcáreos sedimentarios, como algas, corales u otras madréporas. Roca, banco de arena o cualquier otro elemento que yace 6 brazas (11 metros aprox.) o menos, bajo la superficie del agua durante marea baja. 3 Cozumel
1
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MANGLAR: Considerado un tipo de biomasa, formado por árboles muy tolerables a la sal que ocupan la zona internacional cercana a las desembocaduras de cursos de agua dulce de las costas de latitudes tropicales y subtropicales en la tierra. Tienen una gran diversidad biológica con alta productividad, encontrándose muchas especies de aves como de peces, crustáceos, moluscos y otras.
4 Chiapas
CORDON LITORAL: Se denomina de esta manera a la forma costera que se debe a la acción combinada de transportes de materiales por los grandes ríos y las corrientes de deriva litoral, originando depósitos que sustituyen a los contornos de la costa bajo la forma de un dique o series de diques que presentan un contorno medio entre los límites primitivos de la costa, y que siempre se dirigen en la misma dirección de las corrientes respectivas. 5 Ciudad Madero
ISTMO: Es una franja estrecha de tierra que une a través del mar dos áreas mayores de tierra, en general con orillas de ambos lados. Las áreas de tierra pueden ser, islas, continentes o una isla y una península.
6 Tehuantepec
BAHIA: Es una entrada mar, océano o un lago, rodeada de tierra excepto por una apertura, que suele ser más ancha que el resto de la penetración en tierra adentro. Una concavidad en la línea costera formada por los movimientos del mar o lago. Es lo opuesto a un cabo o península. 7 Bahía los ángeles, Baja California
PENINSULA: (casi isla) Es una extensión de la tierra que está rodeada de agua por todas partes excepto por una zona o istmo que la una al continente.
8 Península, Baja California.
2
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GOLFO: Es una partes del mar de gran extensión, encerrado por puntas o cabos de tierra. (De mayor extensión que una bahía).
9 Golfo de México
ACANTILADO: Es un accidente geográfico que consiste en una pendiente o vertical abrupta. Normalmente se alude a un acantilado cuando está sobre la costa, pero también pueden ser considerados como tales los que existen en las montañas, fallas y orillas de los ríos. 10 Acapulco, México.
FARALLON: Cuando un acantilado costero de forma tabular alcanza grandes dimensiones.
11 Puerto Vallarta, Manzanillo
ARCHIPIELAGO: Conjunto de islas, islotes y otras masas de tierra entre sí.
12 Islas Marías, México.
FIORDO: Es una angosta entrada de mar formada por la inundación de un valle excavado o parcialmente tallado por acción de glaciares (grandes profundidades).
13 Fiordo de Hardanger
3
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ESTERO: (LAGUNA LITORAL) Laguna separada del mar por una lengua o cordón de arenas, pero en comunicación con el mar en uno o en más puntos.
14 Palo verde, Colima.
BOCANA: Desembocadura de una río hacia la ribera del mar, son extensiones de agua dulce.
BARRA: Es una formación de tierra en un cuerpo de agua. Tienden a ser largas y lineales, y es casual que se desarrollen en zonas donde se depositen grava o arena, en aguas poco profundas. México tiene 11,122 Km de litoral bañado por dos grandes océanos, el Pacífico y el Atlántico. El mayor litoral corresponde al Pacífico, que baña 10 estados de la república y tiene una longitud de 7828 Km mientras que en la parte del Golfo de México (Océano Atlántico) se tiene 3294 Km.
4
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PRINCIPALES PUERTOS DE MEXICO. PUERTO: Entendiéndose por puerto una obra de infraestructura marítima que sirve para resguardo de embarcaciones y que puede permitir la acción de carga y descarga. PUERTO DE ALTURA. Se define como aquel que recibe y exporta mercancía a nivel internacional. PUERTO DE CABOTAJE. Es aquel el cual mueve mercancía a nivel local entre puerto y puerto nacional.
15 Puertos en México
5
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1.2.- MAREAS 1.2.1.- Definición. Movimiento oscilatorio y periódico del nivel del mar provocado generalmente por los astros.
Ley de gravitación universal, primera ley de Newton.
=
F= Factor de corrección de la fórmula, contempla que las masas deben ser homogéneas además del mismo material.
1.2.2.- Clasificación de las mareas.
Diurna. Astronómicas
Semidiurna. Mixtas.
Viento. Meteorológicas Lluvias.
Hidráulicas
6
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Mareas astronómicas. Diurnas. Se caracterizan por presentar un pleamar y un bajamar durante un día lunar (24 hr y 50 min). Entendiéndose por pleamar el nivel de mayor amplitud que registra el mar, “mareas vivas”. Bajamar es el nivel mínimo que registra el mar, llamado “mareas muertas”. El nivel de pleamar se presenta en las fases de luna llena y luna nueva. Mientras que el nivel de bajamar se presenta en las fases de luna menguante y creciente.
Semidiurna. En un día lunar presenta dos pleamares y dos bajamares.
Mixta. Puede presentar ya sea dos pleamares y un bajamar o dos bajamares y un pleamar.
En el litoral del Pacífico se registran todos los tipos de mareas astronómicas.
Marea equinoxial. Es una marea que ocurre en los equinoxios.
16 Grafica de mareas por día.
7
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Mareas meteorológicas. En las mareas de tormenta, ocurre un aumento o disminución del nivel del agua debido a la acción del viento sobre la superficie del cuerpo de agua. Las mareas por tormenta toman un papel importante en las vías costeras, ocasionadas por un ciclón o huracán, a este aumento de sobre elevación se le deberá adicionar el nivel de marea astronómica.
17 Ejemplo de marea meteorológica
Para calcular la sobre elevación por tormenta se utiliza la siguiente ecuación:
= ℎ cos
Donde: S = sobre elevación
C = coeficiente que depende de la geometría del embalse:
=0.410− ⁄
V = velocidad del viento a seis metros sobre el nivel del mar (m/seg). F = FLETCH, longitud del área de mar sobre el cual sopla el viento. Ø = ángulo de dirección del viento y la línea centro o eje del área considerada con respecto a la costa. H = profundidad promedio a lo largo del área del FETCH.
8
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Mareas hidráulicas. Es el efecto de prolongación de la ola, al prolongarse en un estrecho o terminación de un golfo, como es el caso del mar de Cortez que es la terminación del Océano en la parte norte.
1.2.3.- Niveles de marea: A.Max.R
Altura Máxima Registrada.
N.M.R.
Nivel Máximo Registrado.
N.P.M.S.
Nivel de Pleamar Medio Superior.
N.P.M.
Nivel de Pleamar Medio.
N.P.M.I.
Nivel de Pleamar Medio Inferior.
N.M.M.
Nivel Medio del Mar.
N.B.M.S
Nivel de Bajamar Medio Superior.
N.B.M.
Nivel de Bajamar Medio.
N.B.M.I.
Nivel de Pleamar Medio Inferior.
N.M.R.
Nivel de Mínimo Registrado.
A.Min.R.
Altura Mínima Medio Registrada.
9
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1.2.4.- Utilidad de los principales niveles de marea.
N.M.M. (Nivel Medio del Mar). Se utiliza como referencia para dar la altura de las principales ciudades, así como de las montañas más elevadas. X.E. Elevación de la Ciudad de México 2240 msnm. Elevación del Popo 5452 msnm. Elevación Everest 8848 msnm.
N.P.M. (Nivel de Pleamar Medio). Se define como el promedio de todos los pleamares de un mes linar (28.33 días). N.P.M.S. (Nivel de Pleamar Medio Superior). Se utiliza para dar la cota de coronamiento de la capa núcleo de un rompeolas. También se utiliza para dar el nivel en las pantallas de atraque en un muelle.
N.B.M. (Nivel de Bajamar Medio). Promedio de todos los bajamares. N.B.M.I. (Nivel de Pleamar Medio Inferior). Nos sirve o se utiliza para dar la cota de piso terminado a la mayoría de las obras marítimas como son: Dársena. Canal de navegación. Así como la mayoría de los proyectos interiores y exteriores de un puerto.
A.Max.R (Altura Máxima Registrada).
N.M.R. (Nivel Máximo Registrado).
N.P.M.I. (Nivel de Pleamar Medio Inferior).
N.B.M.S (Nivel de Bajamar Medio Superior).
N.M.R. (Nivel de Mínimo Registrado). 10
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A.Min.R. (Altura Mínima Medio Registrada).
Importancia de las mareas en ingeniería civil.
Da niveles de construcción en las obras portuarias. Apertura y cierre de bocas costeras. Apertura y cierre de salinas (bocas), llamando salinas una extensión de agua. Reclamación de zonas costeras.
18 Ejemplo de donde se utilizan los niveles de mareas.
1.2.5.- EQUIPOS DE MEDICION. Regla de mareas. Consiste en un estadal metálico que se utiliza en una zona de resguardo. Por ejemplo un muelle.
11
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Estación mareo gráfica.
19 Estación mareo gráfica.
1.3.- VIENTOS. 1.3.1.- Definición. Geográficamente se define a los vientos como masas de aire en movimiento, que circulan casi horizontal en la superficie terrestre, principalmente ocasionados por los cambios de temperatura. Cuando el sol calienta una zona ya sea del mar o de la tierra se genera una zona de baja presión, el aire caliente tiende a subir y al no poder quedar el vacío viene a ser reemplazado por masas de aire más fresco, dando así origen al viento.
12
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20 Circulación de vientos dominantes.
1.3.2.- Clasificación de vientos. Regulares. Se caracterizan por sopar casi siempre en la misma dirección como por ejemplo los vientos ALISIOS y CONTRALISIOS. Los primeros soplan de los polos al Ecuador caracterizándose por ser vientos secos, con velocidades promedio de 10 km/h. Los vientos CONTRALISIOS se caracterizan por soplar del Ecuador a los polos, son vientos cálidos con velocidades promedio de 30 km/h y llegan a alcanzar 45 km/h en zonas ecuatoriales. Los vientos del Valle de México se pueden considerar como regulares, ya que casi siempre soplan de dirección NW a dirección SW. Periódicos. Este tipo de vientos se caracterizan por soplar en función de la estación del año, inclusive del día y la noche, como por ejemplo: los vientos que se generan en el istmo de Tehuantepec. Brisa diurna: Por la mañana la tierra se calienta más rápido que el mar, por lo tanto los vientos soplan del mar a la tierra, llamando al fenómeno Brisa diurna. Brisa nocturna: Por la noche la tierra se enfría más rápido que la superficie del mar, por tal motivo el aire (viento) sopla de la tierra hacia el mar.
13
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1.3.3.- Fases de un huracán. Un ciclón, huracán, tifón, que es lo mismo, se genera cuando el mar alcanza la temperatura de los 26.5°C entre las latitudes 6 a 9°, presentándose las siguientes fases: 1.- Perturbación. Son lluvias con viento, con trayectorias circulares, pudiendo alcanzar velocidades de 30 km/h, no llevan trayectoria definida y se desvanecen en pocas horas, pero si persiste en el mar y se encuentra con otra zona de baja presión, esta se fortalece dando origen a una depresión tropical. 2.- Depresión tropical. Se presenta con lluvia intensa con los vientos de los 30 a los 60 km/h con trayectoria hacia la costa y movimientos circulares, la cual se desvanece generalmente al tocar tierra. Mas si persiste en el mar, esta se fortalece con nuevas zonas de baja presión, se convertirá en tormenta tropical. 3.- Tormenta tropical. Son corrientes de aire circulares con lluvia abundante, con vientos entre 90 y 120 km/h y trayectoria hacia la costa, la cual se desvanece con las serranías; su duración aproximada es de 2 a 3 días. En esta fase se impide la navegación de embarcaciones menores. Si persiste en el mar y esta se fortalece, dará inicio un ciclón. 4.- Ciclón. Se forma cuando la velocidad del viento alcanza los 120 km/h, se mide en grados del 1 al 5 en la escala SAPHIRE SIMPSON.
UN HURACAN SE MIDE EN LA ESCALA I – V SAPHIRE SOMPSON CORRESPONDIENTE AL SIGUIENTE ORDEN. Orden o clase. Velocidad del viento Características. (km/h)
118.1 – 154
Viento con lluvias que derriban arboles pequeños, inundaciones leves. (no hay permiso a la navegación)
II
154.1 - 178
Lluvia intensa, daños a la agricultura. En el mar; marea alta, espumosa con poca visibilidad, comienza a haber derribo de tejados.
III
178.1 - 210
I
14
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Aparecen grietas, derribe de árboles grandes, inundaciones severas en agricultura y vías de comunicación y comienzan a fallar taludes.
IV
210.1 - 250
V
>250
Se acentúan los daños de uno a fase tres, daños inminentes en carreteras, suministro de agua potable y saneamiento, trepidan estructuras, desprendimiento de árboles grandes. En el mar; cero visibilidad, espumosa y olas de altura considerable. En la costa comienza a haber erosión significante, así como en arroyos y ríos cercanos.
Se acentúan daños de uno a grado cuatro.
El último se registró en los 80´s GILBERTO.
15
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21 Fases de un Huracán
16
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1.3.4.- Diagrama de Lenz. Son representaciones vectoriales del viento (características) plasmadas en la rosa de los vientos, para este curso, vamos a dividir la rosa de los vientos en;
22 Rosa de vientos con 32 divisiones.
1.- Diagrama de frecuencia “n” Representa el número de veces que el viento sopla en determinada dirección, llamados también, “vientos reinantes”. 2.- Diagrama de intensidad o velocidad “V”. Registra la mayor velocidad que se registra en determinada dirección durante un periodo de observación, se llama “vientos dominantes”. La velocidad del viento se mide en m/s, km/h, nudos.
NUDO: 1 NUDO = 1 MILLA NAUTICA POR HORA. 1 MILLA NAUTICA = 1852 m.
3.- Diagrama de presión o de la velocidad cuadrática “ Nos sirve para orientar estructuras elevadas.
”
17
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1.3.5.- Fuerzas que generan viento. Fuerzas de presión: Gradiente. Representa una fuerza real del viento por la diferencia de presiones de alta a baja, dando origen al denominado viento geostrofico que para evaluarlo se recomienda la siguiente expresión:
= Donde: P1-P2 son las presiones isobáricas. L° la longitud de la separación entre isobaras. Pa la presión del aire. Las ISOBARAS son líneas con la misma presión atmosférica, con las siglas “H” cuando es una zona de alta presión (High) y “L” cuando es de baja (Low), las unidades para medir la presión son los milibares (mb). 1mb = 0.750 mmhg. 1 bar = 1000 mb . 1mmhg= 1.33 mb. 1 atm = 1013 mb = 760 mmhg. Fuerza de fricción: Actúa directamente sobre el viento, reduciendo su velocidad cuando choca en su paso contra algún obstáculo (serranías) en tierra el viento sufre una desviación de 40-45°, mientras que en el mar sufre una desviación de 10-15°, para evaluar la fuerza de fricción se puede emplear la siguiente formula.
= Dónde:
u= coeficiente de fricción,
w= peso de la masa del aire
Fuerza de coriolis: Aparentemente es la velocidad que desarrolla la rotación de la tierra. Para evaluarla:
=2
Donde: W= velocidad angular. V= velocidad del viento. Ø= grados del punto analizado. Si las isobaras son rectas y paralelas se dice que se trata de un viento “GEOSTROFICO” el cual es afectado por la fuerza de fricción y la fuerza de coriolis, para valuar ese viento “geostrofico”.
18
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=21 ∆∆
Donde: Vg= velocidad del viento geostrofico (nudos). Ρ= densidad el aire 1.247 x 10-3 gr/cm3 F= parámetro de coriolis. F= 2w senø
ΔP/Δn= gradiente horizontal de presiones. W = velocidad angular de la tierra w= 0.2618 rad/hora.
1.4 CORRIENTES. 1.4.1.- Definición. Una «corriente oceánica» o «corriente marina» es un movimiento superficial de las aguas de los océanos y en menor grado, de los mares más extensos. Estas corrientes tienen multitud de causas, principalmente, el movimiento de rotación terrestre y por los vientos constantes o planetarios, así como la configuración de las costas y la ubicación. 1.4.2.- Clasificación de corrientes. Corriente hidráulica. Se presenta en la desembocadura de los ríos o causes, en el accionar de la pleamar y bajamar de la marea, formando muchas veces lagunas litorales; cuando ocurre la pleamar, el agua de mar penetra rio arriba, llamándose a esta acción “flujo de marea” y cuando se presentan las mareas muertas, se presenta el reflujo de marea.
23 Desembocadura del rio verde, Oaxaca.
Corrientes rotatorias. Partiendo de que la marea es una onda que se propaga a lo largo de la costa, no ocurre una sobre elevación instantánea. En este fenómeno ocurre una sobre elevación a lo largo de la costa, generando una corriente, que no es muy significativa en ingeniería civil. 19
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Para valuar la velocidad de una rio por efecto de marea hidráulica en presencia de una corriente rotatoria; se determina en la siguiente expresión:
Donde:
=40 +5 [+ℎ ]
R= radio hidráulico R= A/Pm I= pendiente a lo largo del canal del rio. I= (HO-H)/L HO= tratándose de flujo, es la altura de agua en relación al nivel de aguas tranquilas en el mar. H= es la altura del agua en relación al nivel del agua de la laguna. D= profundidad media o tirante medio del comunicador. L= longitud del canal del rio. h= sobreelevación media del agua en relación del nivel de aguas tranquilas.
20
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UNIDAD 2.- OLEAJE. 2.1.- Definición de oleaje. Llámese oleaje al movimiento ondulatorio de una onda en la superficie del agua producida principalmente por el viento. 2.2 NOMENCLATURA EN UNA OLA. Periodo de la ola “T” Es el periodo de tiempo que transcurre en pasar dos crestas o dos valles consecutivos por el mismo punto. Longitud de la ola. Es la distancia que hay entre dos crestas o dos valles consecutivos. Profundidad. La distancia del nivel medio del mar al fondo marino. Altura. La distancia de la cresta al valle de la ola. Amplitud. La distancia vertical de la cresta, al nivel medio del mar.
23 Diagrama de la ola.
2.3.- TEORIA DE OLAS (TEORIA DE AIRY). Una propiedad principal de las olas es representar un movimiento periódico, en otras palabras, el movimiento se repite luego de un intervalo de tiempo fijo para un observador ubicado en un lugar prestablecido. La representación matemática de una onda superficial se da en función del desplazamiento de la superficie del mar desde la posición en reposo. De la teoría de Airy o lineal de las olas resulta dicha función con la siguiente forma. 21
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,=6
Donde
A = amplitud de la ola, A=H/2 K= número de onda= 2*/L T= El periodo de la ola * = Frecuencia angular de la onda L =la distancia entre dos elementos o puntos similares e onda.
El periodo, es el tiempo que tardan en pasar por un punto fijo dos elementos o puntos similares consecutivos de onda. La longitud de onda y el periodo de la misma están relacionados entre sí a través de la velocidad de traslación de onda (c). C= L/T = G/K
Teoría de la onda de Airy (1845). Es una de las teorías más simples y hace las hipótesis simplificadoras siguientes: Una onda es regular y bidimensional (no evoluciona en tiempo ni espacio). El fluido es incompresible y los efectos de la viscosidad, tensión superficial, y turbulencia son despreciables. El fondo es profundo y de profundidad constante. La amplitud de onda es pequeña con relación a la longitud de onda y fondo.
Las ecuaciones de la onda de Airy se obtienen integrando ecuaciones de la conservación de la masa. En la teoría de la onda lineal de pequeña amplitud, las partículas se mueven en orbitas elípticas cerradas, que en aguas profundas se transforman en circunferencias. Las orbitas elípticas cada vez son más alargadas con una profundidad menor.
24 Forma de las orbitas de las partículas en a) aguas profundas y b) aguas someras.
22
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25 Ecuaciones
de la Teoría de Airy.
26 Ecuaciones
de la teoría de Airy 2
23
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Teoría de altura de olas de altura finita. La teoría de Airy supone que la altura es despreciable con respecto a la profundidad. Si bien, esto es válido en aguas profundas y la mayor parte de aguas intermedias, cuando una ola entra en aguas someras, las derivaciones entre la realidad y la teoría son cada vez mayores. Casi al mismo tiempo que Airy, Stokes (1847) derivo soluciones de segundo y tercer orden para la ecuación de Laplace. La solución de esa ecuación se puede apreciar en la forma que adquieren los perfiles de las olas en comparación con otro tipo de ola teórica determinada Conoidal.
27 Comparación entre las soluciones de Airy, Strokes y la teoría Cnoidal.
28 Algunas
de las ecuaciones de la teoría de strokes para aguas intermedias y profundas.
24
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2.4 CALCULO DE LA ALTURA DE LA OLA. 2.4.1.- Método aritmético. Simple y llanamente es la suma algebraica de las alturas de ola entre el número de eventos.
= #∑
Por ejemplo: H1= 2.36 H2= 3.01 H3= 2.66 H4= 2.90 H5= 2.75
H6= 2.82 H7= 2.78 H8= 3.10 H9= 3.00 H10= 2.45
= . =2.78
2.4.2.- Métodos estadísticos. El principal cálculo de altura de ola mediante el método estadístico es el “H1/3” conocido como la altura de la ola significante, que indica la tercera parte de las olas más altas de un evento de olas. Aunque también hay “H 1/5” y “H1/10” que indica un quinto y una décima parte de las olas respectivamente. Por ejemplo: Del pasado evento de olas, calcular: “H 1/3”, “H1/5” y “H1/10” “H1/3”= (3.10+3.01+3)/3 = 3.04 m “H1/5”= (3.10+3.01)/2 = 3.05 m “H1/10”= (3.10)/1 = 3.10 m 2.4.3.- Métodos SMB. Calculo de Hs altura ola significante mediante la observación. Ejemplo. Calcular Hs con el método SMB con los siguientes datos.
=35 ℎ
… SSE Duración del viento en esa dirección
=16 ℎ.
Primero, se convertirán las unidades, de a metros sobre segundo y después a nudos con las siguientes equivalencias.
=. ⁄ 35000 ⁄ =9. 7 22 3600 9.0.752214 =18.914 ≈20 .
Teniendo entonces que
Entonces con los valores de la velocidad en nudos y el periodo en horas entremos a nuestra tabla de ola significante. 25
CRUZ VÁZQUEZ FABIAN Apuntes de ingeniería marítima
29 Tabla para determinar la ola significante 1
30 Tabla para determinar la ola significante 2
26
CRUZ VÁZQUEZ FABIAN Apuntes de ingeniería marítima
CLASIFICACION DE LAS AGUAS EN FUNCION DE SU PROFUNDIDAD SEGÚN EL “CERC” (COAST ENGINERING RESEARCH CENTER).
31 Comportamiento de las ondas de partículas de agua en función de la profundidad
Se basa en observaciones hechas por buques de la armada de los Estados Unidos emitiendo cartas
32 Diagrama con características de onda según su profundidad.
27
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“sea and swell” que reportan las características de las condiciones del mar, como son:
Dirección de oleaje. Altura de la ola. Dirección del viento. Batimetro.
Para lo cual, seccionaron mediante cuadriculas, la mayor parte de las costas del mundo, incluyendo la república mexicana con 10 cartas del lado del Pacifico y 6 del lado del Atlántico. Se basa principalmente en las cartas de sea and swell clasificando a las olas por rango para oleaje local y el distante, siendo el primero el que se genera cercano a la costa cuya ola viaja indistintamente a la dirección del viento que lo genera. El oleaje distante es el que se genera mar adentro y regularmente la dirección del oleaje corresponde a la dirección del viento. Las alturas de la ola por rango obedecen a la siguiente tabla: OLEAJE LOCAL (SEA) Rango bajo Rango medio Rango alto
0.3 - 0.9 m 0.9 – 2.4 m 2.4 – 3-6 m
33 Ejemplo
OLEAJE DISTANTE (SWELL) Rango bajo 0.3 – 1.82 m Rango medio 1.82 – 3.65 m Rango alto 3.65 – 4.86 m
de una rosa de oleaje.
28
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Interpretación de la rosa del oleaje “SEA AND SWELL”. Los números que aparecen en el ángulo superior izquierdo, corresponden al total de observaciones de oleaje.
El número que aparece en el ángulo superior derecho corresponde al porcentaje de calmas de oleaje total. (entendiéndose por calmas a las ola de un pie de altura.)
El número en el ángulo inferior izquierdo corresponde a las observaciones como oleaje distante.
El número que aparece afuera en el extremo del vector, corresponde en porcentaje a eventos en la dirección noroeste (solo es un ejemplo).
Los números que están sobre los vectores partiendo del centro; los primeros números corresponden al porcentaje de olas de rango bajo en esa dirección, la siguiente cifra corresponde al porcentaje de olas de rango medio en esa dirección. Las siguientes dos cifras que no se reportan, corresponden en porcentaje a las olas de rango alto, entre las tres cantidades reportaran el 100%.
Cuando los extremos de los vectores después del digito aparece un sufijo B, M,A corresponde al porcentaje de oleaje, rango medio, bajo o alto, que no se reportan o que son las de menor incidencia.
29
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2.4.4.- Fenómenos que afectan el oleaje.
Refracción. Difracción. Reflexión. Rompiente.
Las olas se desplazan más lentamente a medida que es menor la profundidad del agua y en aguas de profundidad variable, las olas situadas en aguas menos profundas disminuyen de velocidad, mientras que las que se hallan en aguas más profundas la aumentan. Refracción. Las olas se inclinan hacia las aguas menos profundas y este movimiento recibe el nombre de refracción. Debido a las distintas profundidades del fondo del océano, las trayectorias de la refracción de olas pueden ser muy complicadas. Además las olas que llegan a las islas pueden ser refractadas y después reflejadas en una dirección completamente distinta. Para calcular la refracción de las olas, utilizaremos el método de SNELL quien propuso su método y que sirve para cualquier tipo onda que se emita calcular su refracción que es el cambio de dirección. Para el caso de las olas, contamos con una tabla muy efectiva.
Ejercicio. Ahora, con el método de SNELL, calcular “Kr” coeficiente de refracción, para un tren de olas de 7 segundos a la profundidad de 20, 15, 10 y 5 metros. El ángulo de incidencia de la ola en aguas profundas es de 38°. Solución. 1.
≥0.5 = 2 = 9.8172 =76.5 = ∗0.5 =38.25 ∝= sin− ( sin∝)
Determinamos L.A.P (Límite de Aguas Profundas).
Como no tenemos la longitud de la ola, la obtendremos con:
Entonces la profundidad de la ola:
Ahora para obtener el ángulo:
30
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Donde: D = Profundidad. L0 = Longitud de aguas profundas. L = Longitud de aguas someras. t= Periodo de la ola. g= Gravedad. α = Angulo de incidencia según la profundidad o en aguas someras. α0 = Angulo de incidencia aguas profundas. Fórmulas para las longitudes según cuales sean o resulten:
= = 2 = = 2 tanh(2∗20 ) = =√ Se analizará si de acuerdo a las profundidades dadas se pueden considerar bajas, intermedias o profundas. d
Lo
d/Lo
20
76.5
0.26
15
76.5
0.20
10
76.5
0.13
5
76.5
0.07
Como todos los resultados están entre los valores que se dan en la figura número 30, entonces, todas las olas son en aguas intermedias. Entonces, para la longitud de ola para aguas intermedias es la siguiente:
= 2 tanh(2∗20 ) 9. 8 1∗7 = 2 tanh(2∗20 76.5 )=70.98 = 9.821∗7 tanh(2∗15 76.5 )=64.5 9. 8 1∗7 = 2 tanh(2∗10 76.5 )=51.7
Entonces tenemos que para cada profundidad, las longitudes serán las siguientes:
31
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9. 8 1∗7 = 2 tanh(2∗5 76.5 )=29.76 ∝ ∝= sin− (70.76.64.9558 sin38°)=34° ∝= sin− (76.51.57 sin38°)=31° ∝= sin− (29.76.756sin38°)=24° ∝ = sin− ( 76.5 sin38°)=14° á ==
Ahora, calculamos “ ” ángulo de incidencia para cada profundidad.
Calculo del coeficiente de refracción para estas profundidades.
; = = cos∝ cos∝ 2
Ks= Coeficiente de Shaolin.
Entonces se tabularan los datos que obtuvimos. d Lo L αo α -30 76.5 38 -20 70 34 -15 64.5 31 -10 51.7 24 -5 29.76 14
Kr
Ks
0.9749 0.9588 0.9288 0.9012
1.014
H
Para la obtención de Ks tenemos que:
= 12 (1+ sin2h2). ó .
En definitiva, una ola que en aguas profundas fuera de Ho= 3.12, en aguas bajas se reducirá a:
=3.12∗0.9282∗1.01=2.93
32
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34 Imagen
que muestra como el frente de olas se refracta hacia la línea de costa, esta es respecto al ejercicio anterior.
33
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Difracción. El fenómeno de la difracción es por comparación con la de la luz fácil de comprender, se trata del fenómeno merced al cual si en una habitación oscura hay un o rificio en una pared, vemos desde dentro la luz exterior desde cualquier lugar en que podamos divisar el agujero aunque no estemos enfrente de él. En el caso del oleaje el fenómeno se origina con "agujeros" enormemente mayores que en el caso de las ondas luminosas, como pueden serlo la boca de un puerto o de una bahía suficientemente cerrada. Los bordes de entrada al recibir el oleaje exterior se convierten en centros emisores de oleaje por "difracción", mandando hacia el interior del puerto o bahía un oleaje distinto al que recibieron, y que se propaga como abriéndose en abanico, siendo más débil que el que le dio origen. Como esto lo hacen ambos extremos de la entrada, las dos ondulaciones que penetran al interior se interfieren entre sí pudiendo llegar a picarse algo la mar dentro si el oleaje es fuerte fuera. Cuando una estructura fija o flotante, natural o artificial se interpone a la propagación de la onda, ésta experimenta algún grado de difracción. En ingeniería civil el conocimiento de la difracción es de importancia debido a: La distribución de las alturas de las olas en un puerto o en una bahía influenciadas por la difracción. Ya que al entrar tiene una altura de ola significante y al difractarse, ésta va perdiendo altura a partir de una línea llamada zona de decaimiento. Diseño y ubicación adecuados de las entradas a los puertos. (BOCANAS). Reducción de los problemas de azolve y/o transporte litoral.
Para un estudio de difracción, se hacen las siguientes consideraciones: Las olas son de pequeña amplitud y pueden describirse con la teoría lineal del oleaje. El agua es un fluido incompresible y no viscoso. La presión en la superficie es constante. La profundidad después de la estructura es constante. Las crestas de la ola se consideran olas difractadas, como círculos concéntricos al morro del rompeolas y están separadas entre sí con múltiplos de longitudes de ola.
Además, por convección, los ángulos siempre se miden contrario al movimiento de las manecillas del reloj. La relación que existe entre la altura de la ola en el área afectada por la difracción y la altura de ola incidente se le conoce como “coeficiente de difracción”.
= =
Para calcular el coeficientes de difracción por métodos gráficos, se utilizan los llamados diagramas de difracción, que se presentan en forma adimensional y pueden utilizarse para cualquier periodo de ola y profundidad.
34
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35 Fotografía
de un bosquejo del fenómeno de difracción de los trenes de olas.
Reflexión. El fenómeno de reflexión es análogo al que sufre la luz; el rayo luminoso es sustituido por la línea perpendicular al frente de la ola, y ésta se refleja al encontrar un obstáculo adecuado, cumpliendo con las leyes de reflexión, es decir, el ángulo de incidencia y el de r eflexión son iguales, quedando en un mismo plano el rayo incidente, el reflejado y la perpendicular a la superficie reflectora en el punto de incidencia. Los accidentes geográficos, naturales o artificiales tales como cabos, islas, entradas estrechas a bahías, pasos estrechos entre dos islas, etc., o fenómenos marinos como las corrientes marinas son los obstáculos más comunes que pueden oponerse o interponerse al oleaje, produciendo los fenómenos de reflexión. Cuando la ola incide en un puerto a través de la difracción y esta se propaga y choca contra un paramento vertical, se produce un fenómeno llamado “CLAPOTIS” que es una onda que aumenta su altura provocando resonancia, haciendo inestable las estructuras del puerto. “…se recomienda evitar los paramentos o estructuras en los puertos para evitar el fenómeno de clapotis…” Se puede conocer el fenómeno de reflexión a través de la siguiente formula dada:
= = Cuanto más vertical y más impermeable este el obstáculo, mayor será la reflexión, por lo que se recomienda tener pendientes graduales, rugosas y permeables. El fenómeno de reflexión se tendrá que tener en cuenta en el diseño de áreas protegidas en un puerto; ya que por la bocana se introducen frentes de ola por el fenómeno de difracción, que pueden ser reflejados en muros del malecón o en los mismos muelles. 35
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En el dimensionamiento y ubicación de las obras de infraestructura de un puerto antes de su construcción, se deberán hacer obras a escala para detectar este fenómeno.
36 Imagen en la que se puede observar el fenómeno de reflexión y se grafica el fenómeno de clapotis.
Rompiente. Técnicamente una ola rompe cuando la profundidad se reduce a 1.3 x 1 la altura de la ola. Hay cuatro tipos de rompientes de olas: De derrame. Cóncavas. Colapsantes. De marejada.
Las rompientes de derrame están caracterizadas por un gradual ascenso de la ola hasta que las cresta se hace inestable, resultando un suave derrame hacia delante de la cresta. Las rompientes cóncavas se distinguen por que la cara de la ola permanece hacia el “shore” se hace vertical, se curva sobre sí misma y se vuelca hacia adelante y hacia abajo como una masa intacta de agua. Las rompientes colapsantes, solamente la parte de debajo de la cara frontal de la ola se hace vertical y es empujada hacia adelante en un abreviado derrame del movimiento del agua.
37 Rompientes de olas.
36
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En rompientes de marejada la cara frontal y cresta de la ola permanecen relativamente suaves y la ola se desliza directamente hacia la playa sin romper. Batimetría. Consiste en tener líneas con una misma profundidad, llamadas líneas batimétricas al mismo nivel. Métodos de obtención. Directo Recomendado para zonas de no más de 30 mts de profundidad.
EQUIPO EN TIERRA. 2 Brigadas de topografía. Estadal. Estacas. Dos tránsitos o distanciometros. Equipo de comunicación.
EQUIPO EN MAR. Lancha o embarcación con motor, 20 ft de eslora con personal. Equipo de comunicación. Escandallo, sondaleza y brújula. Sondaleza: cuerda de 3/8 a ½ in de diámetro con una longitud de +- 30 metros, con una franela a cada 5 metros o a determinada longitud constante para definir profundidad.
38 Diagrama de obtención de batimetría.
37
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Escandallo: es el contrapeso para la sondaleza y provocar que esta no se mueva por efecto del mar. Deberá pesar alrededor de +- 2 kg.
39 Figura que muestra el escandallo así como la sond aleza y como ésta referenciada a cada nudo de distancia.
Procedimiento de medición de batimetrías por el método directo. Previo al viaje se hará un croquis para el recorrido del mismo apoyado en las estacas que previamente se colocaron en tierra.
Iniciado el viaje de la embarcación, se hace detener desde tierra a través del equipo de comunicación.
En tierra se visará un punto conocido de la lancha anotando el ángulo ( α1 , α2 ) de situación. En el agua se hará tirar la sondaleza hasta el fondo, hasta que el escandallo haga contacto y doble la sondaleza. Posteriormente se recoge y se anotará la distancia sumergida que posteriormente será la profundidad "Z".
Una vez ubicados en el plano todos los puntos se obtendrán las líneas batimétricas.
38
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Método semi indirecto. Es aquel que se realiza con una ecosonda, la cual consta de un equipo de radio frecuencias a través de un equipo transmisor que emite una señal a través de un transductor, que a su vez es reflejada la señal cuando encuentra un obstáculo por medio del receptor. De esta manera se conoce la cota “z”. Para referenciar las coordenadas “x,y” se hace de la misma manera que el método directo.
40 Imagen que ilustra el método semi indirecto.
39
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UNIDAD 3.- TRANSPORTE LITORAL. Definición. También llamado transporte de sedimentos, es aquel que se presenta en la costa, en la zona de “STRAN” cuando los frentes de ola inciden en la costa con un cierto ángulo de desviejamiento, cuando se presenta la resaca, la ola regresa de nuevo al mar ya reflejado, encontrándose con un nuevo frente de ola. Habiendo turbiedad en el fondo tendrá un avance en forma de zigzag, moviéndose cientos de kilómetros hasta ser interceptados por obras marítimas y en ocasiones por la misma orografía del mar, esta arena cae en fondos abismales.
41 Diagrama que muestra como es el transporte litoral.
Para cuantificar el transporte litoral existen los siguientes métodos. 3.1 METODOS DIRECTOS. 3.1.1.- Espigones de prueba. Estos son construidos de material pétreo que se colocan perpendicular a la línea de costa, con longitudes que van desde los 50 hasta los 150 metros, dependiendo la pendiente de la costa y distante uno de otro 200 a los 500 metros (dependiendo de la cantidad de arena).
42 Espigones de prueba en la playa de Levante.
40
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Previo a la construcción de un espigón se considera: Localizar un banco de material de roca sana lo más cercano a la costa y a la obra.
Peso especifico de la roca alto, si son rocas ígneas y extrusivas mejor. (1800 kg/m3 o más). Que pasen las pruebas de intemperismo. Previo a la construcción de un espigón se deberán tener las líneas batimétricas del perfil playero, si el perfil es muy accidentado, incluso se podrían poner espigones a cada 10 metros. Una vez construido el espigón se harán mediciones del perfil playero cada mes con el objeto de cuantificar el volumen atrapado en los espigones y posteriormente efectuar un programa de dragado.
3.1.2.- Trampas y fosas de arena. Su propósito es atrapar la arena que circula en el entorno; son excavaciones que se hacen a lo largo de la costa, en la zona y línea de rompiente con una geometría determinada de más o menos con 50 a 300 metros de longitud con un ancho de 100 metros tratándose de fosas y de cuadriculas a base de cajas de sección conocidas antes y después de la zona de rompiente. Las fosas de arena es un método que consiste en dragar una fosa con sección conocida en la zona contigua a la zona de rompiente. Previo a los trabajos de dragado al igual a los espigones, se deberá tener a detalle el seccionamiento del perfil playero efectuando mediciones periódicas y con el objeto de cuantificar el volumen de atrapado. Las trampas de arena se localizaran entre la profundidad límite del inicio del movimiento de la arena y la zona de rompiente. Una segunda línea antes de la zona de rompiente. Al igual que los métodos anteriores se deberá tener el seccionamiento playero a detalle y posterior a su construcción se hará un periodo de visualización de la arena.
41
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43 Perfil de una playa arenosa.
3.1.3.- Trazadores fluorescentes. Este método consiste en pigmentar la arena que se mueve en la línea de la costa a través de la pintura fluorescente. (Fosforo blanco). Una vez pigmentada, en la costa se siembra la arena en el transcurso de la mañana y en el ocaso se colocaran testigos cada 100 metros detectando la arena pigmentada, anotando la hora de visualización y que posteriormente se conocerá la velocidad del transporte litoral. Existen trazadores radioactivos que consisten en bañar la arena con cobalto y que después en lugar de observar, se detecta el movimiento con las garrets. (Aparatos para detectar la radioactividad).
3.2 METODOS INDIRECTOS. 3.2.1.- Formula del CERC. La fórmula de “CERC” (Coastal Engineering Research Center) que relaciona el transporte de sedimento con una componente de energía sobre la costa y un coeficiente de proporcionalidad tomado del laboratorio para trasladarlo a la costa. 42
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=
S= transporte litoral. Ea= Componente de energía sobre la costa. A=Coeficiente de proporcionalidad (laboratorio a la costa). Siendo:
= sin∅ cos∅
Donde:
Eo= flujo de la energía en aguas profundas. Krbr= coeficiente de refracción. Ø= ángulo de incidencia de la ola respecto con la playa o la costa. T= tiempo de acción del oleaje en esa dirección.
= 161
Siendo: Donde: Ho= altura de la ola. Co= celeridad de la ola. (m/s)
Dando el valor del coeficiente de proporcionalidad, la formula queda de la siguiente manera: TABLA DE COEFICIENTES DE PROPORCIONALIDA (LABORATORIO-COSTA) Autor Coeficiente Tipo de altura. CERC De 0.014 H sig. A 0.028 H rms SHORE PROTECCION 0.025 H sig KANAR 0.049 H sig SVAVSEK 0.039 H rms UNIVERSITY TECHNOLOGY 0.039 H rms PROGRAM H sig= Altura significante. H rms= Altura de la ola promedio.
= sin 74 ∝
Donde: Qs= gasto de transporte litoral. K= coeficiente que depende de la relación de esbeltez de la ola.
=1.1810−
donde: Lo= Longitud de las olas en aguas profundas.
43
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D50= Diámetro 50 de la arena. T= periodo de la ola. Kr= coeficiente de refracción. α= Angulo de incidencia de la ola y la playa. t= tiempo de acción del oleaje en cierta dirección. (Seg). Ejercicio: Se desea conocer el volumen solido del transporte de sedimento que pasa por una sección playera, de acuerdo a los siguientes datos: T= 7 seg. Kr= 0.933 Ho= 2.69 m α= 4° t= 200 hr. x 3600 seg= 720000 seg D50= 0.5 mm Solución:
= 2 = 9.8217 =76.50 =1.1810− 76. 5 0 47. 8 1∗ =1.1810− ( 2.69 )( 0.5 )=0.0023 = sin 74 ∝ =0.00239.8176.570.933sin 74 4°720000 =83499.62≈83500
se recomienda según Larras para “L” (longitud de olas en aguas reducidas) tomar el valor de 5/8 Lo, por eso el valor que ésta marcado en verde.
m3/seg/m en 200hrs.
44
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UNIDAD 4.- PROTECCION DE COSTAS. OBRAS DE PROTECCION EN COSTAS. 4.1- ESCOLLERAS. Son estructuras de material pétreo que se colocan en la desembocadura de los ríos hacia el mar con el propósito de verter las aguas fluviales más lejos de las líneas de costa, evitando la formación indeseable de deltas.
4.2.- ROMPEOLAS. Son estructuras de material pétreo y/o concreto cuyo objetivo principal es formar una zona de calma en un puerto; ya sean turísticos comerciales procurando mantener el mínimo oleaje dentro del antepuerto, facilitando la acción de carga y descarga de mercancías.
44 Se muestra las partes que conforman un rompeolas, en planta.
45
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45 Imagen
que muestra la sección transversal de un rompeolas, así como las partes que lo componen.
4.2.1.- Diseño de rompeolas. Criterios para el diseño de rompeolas. Previo a la orientación definitiva, se compararan los espectros de difracción escogiendo el que menos repercuta del oleaje en el interior del puerto. Se seleccionara la pedrera (banco de materiales) más cercana al sitio de tiro (obra) para bajar costos de acarreo. En la zona del cuerpo del rompeolas se podrá evitar la colocación de coraza en el coronamiento del rompeolas, no así en la sección del morro. A fin de evitar socavación al pie de la estructura se recomienda formar un faldón con material del núcleo con una berma de más o menos 5 metros por lado, ya que se prevén asentamientos en la estructura.
46 Forma en la que se cierran capa a capa los rompeolas.
46
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Se debe tener presente para el cálculo del rompeolas, en el peso de los elementos, un valor alto de “Kd” coeficiente de trabazón, ya que será diferente en la zona del morro con el resto del rompeolas. En el arranque se puede evitar la colocación de coraza pudiendo utilizar en el núcleo lo suficiente para garantizar una buena adherencia. En la sección de morro se deberá formar una sección cónica escogiendo y las rocas más sanas y de mayor peso al calcular.
47 Imagen que muestra con más detalle la sección del morro y algunas más que componen el rompeolas.
En la fase de construcción se deberá llevar la condición recomendada en cada sección, descontando las secciones faltantes. Para efectos de pago se deberán considerar los siguientes descuentos (peso unitario) en función de peso lateral. Estracton. Camión y Acarreo primer Km Colocación.
Nota: No se permitirá por parte de la supervisión construir capa de núcleo si no está debidamente arropada con capa secundaria y coraza.
47
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Formula de Hudson para el cálculo de rompeolas. Peso de los elementos.
= 1 =
Donde: Wc= peso de la coraza (conjunto). Hd= altura de la ola de diseño. Hs= altura de ola significante. Kr= coeficiente de refracción. Ks= coeficiente de fondo. Kd= coeficiente de trabazón.
Sr= ɣs/ɣo Ɣs= peso específico de sólido. Ɣo= peso específico del agua de mar.= 1.027 kg/m3. α= ángulo que forma el rompeolas con la horizontal. Sr= relación de densidades.
N Elemento número de capas Piedra Lisa y 2 redonda Lisa y >3 redonda Rugosa y 2 angular Rugosa y >3 angular Tribar 2 1 Tetrapod os,cubos
2 2
VALORES DE “Kd” SEGÚN EL CERC. Cuerpo. Morro colocación No No Talud rompiente rompiente rompiente rompiente Al azar
2.1
2.4
1.7
1.9
Al azar
2.8
3.2
2.1
2.3
Al azar
3.5
4.0
2.9
3.2
Al azar
3.9
4.5
3.7
4.2
Al azar
9 12
10.4 15.0
8.3 7.5
9.0 9.5
Al azar
7.2 6.8
8.3 7.8
5.9 -
6.6 5.0
1.53.0 1.53.0 1.5 1.53.0 1.5 1.53.0 1.5 1.53.0
48
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Criterios de diseño. Selección de talud. El valor del talud (cot α) oscila de 1.25:1 a 2:1 optimizando la economía, más se deberán hacer pruebas de estabilidad cuando la roca es redonda y lisa, cuyo talud podrá ser hasta de 5:1. La sección del rompeolas podrá tener dos taludes; lado mar y lado puerto, se recomienda 2:1 para lado mar y lado puerto se recomienda 1.5-1.25:1 (dependiendo la rugosidad y características de la roca. Selección de número de capas. (N). Por casos sencillos se construyen de dos o tres capas, como lo recomienda el CERC para dar un coeficiente de trabazón alto. Este valor quedará en función de los siguientes valores. Forma del elemento. Número de capas que constituyen la coraza. Forma de construcción. Grado de trabazón. Tipo de oleaje que incide (rompiente o no rompiente) Parte del rompeolas, sea el morro o el cuerpo. Angulo de incidencia del oleaje.
El ancho de la corona dependerá de las características constructivas de la sección del rompeolas, recomendando en forma general, la siguiente expresión.
=∆
Donde: N= número de capas. KΔ= coeficiente kappa. W= peso del elemento. γs = peso volumétrico del material.
Aunque la sección sea pequeña, se recomienda que esta sea por mínimo la sección del carro que trabajara.
Elemento Piedra Lisa Rugosa Rugosa Tribar Tetrápodos Cubo
N 2 2 >3 2 2 2 2
Colocación Al azar Al azar Al azar Al azar Al azar Al azar Al azar
Coef. Kappa “KΔ” 1.02 1.15 1.10 1.02 1.04 1.04 1.10
Porosidad “ρ” 38 32 40 54 50 47 47
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Ejercicio. Para el cálculo en el diseño de un rompeolas, se tienen los siguientes datos: Altura de la ola de diseño Hd= 6.75m. Periodo T= 14 seg. Pendiente de la playa Suave= s Elementos de la coraza (roca) Roca rugosa Peso volumétrico 2600 kg/m3 Talud 2:1 Numero de capas 2 Peso específico del agua de mar 1.025 Profundidad de desplante D= 120 m Nivel de bajamar medio inferior 0.000 BMI Elevación de la marea. 1.6 m Coeficiente de refracción a d= -12.0 Kr= 0.900 Coeficiente del fondo Ks= 0.9321 Mediante la fórmula de Hudson calcular el peso de los elementos de un rompeolas; coraza, capa secundaría y núcleo.
Criterio de la roca Kd = 4.0
= 1 = 0 = 2600 1025 =2.54
Sustituyendo los datos:
= 1 6. 7 5 = 42.52600 412 =65 . Para el peso de la capa secundaria tenemos la siguiente formula:
65000 = 10 40 = 65000 10 40 =6500 1625
Para el peso de la capa núcleo tenemos la siguiente formula:
65000 = 200 400 = 65000 200 400 =325 162.5 50
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Para dimensionar todos los elementos de un rompeolas se comprobará: Altura de la ola de diseño a partir de la siguiente ecuación.
=
Analizar la estabilidad del talud y determinar sí la ola rompe o no rompe a partir del talud crítico. Altura de rebase de la ola. Peso de los elementos. Ancho de corona. Espesor de las capas (capa de coraza y capa secundaria).
Ejercicio. Teniendo los siguientes valores, obtener el diseño del rompeolas. Hd= altura de la ola de diseño. Kr= coeficiente de refracción. Kr= 0.9393 Kd= coeficiente de trabazón. Kd= 2.8 Ɣs= peso específico de sólido. Ɣs= 2.4 ton/m3 Ɣo= peso específico del agua de mar.= 1.025 kg/m3. α= ángulo que forma el rompeolas con la horizontal. n= número de capas= 2 KΔ= 1.15 H normal= 1.20 m NBMI= 0.000 M NPMS= 0.731 Talud= 2:1
= =3.85
Calculo del peso de los elementos.
= 1 = 0 = 1.2.0425 =2.34 3. 8 5 136959. 9 0 = 2.82.32400 = 412 7.504 =18251.6
Para el peso de la capa secundaria tenemos la siguiente formula:
6 18251. 6 = 10 40 = 18251. 10 40 =1825.1 912.58 51
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Para el peso de la capa núcleo tenemos la siguiente formula:
6 18251. 6 = 200 400 = 18251. 200 400 = 182.5 45.6
Calculo de la cota de coronamiento del núcleo del rompeolas.
Cota corn= NBMI + BPMS + %oleaje normal + colchón de seguridad. Siendo: % oleaje normal = 50% Colchón de seguridad= 0.5 m Entonces: Cota corn= 0.000 + 0.731m + .5 (1.2) + 0.5 m = 1.833 m
Calculo de la cota de coronamiento de la capa secundaria.
Cota corn capa sec = Cota corn nuc + Siendo:
Entonces:
=∗∆ ∗ = 2∗1.15 ∗ 18.22.54 =2.65
Cota corn capa sec = 1.833 + 2.65 = 4.48 m
Calculo de la capa coraza.
=∗∆ ∗ = 2∗1.15 ∗ 18252.4 =8.39
52
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48 Se muestra de manera esquemática el resultado de las capas que componen el rompeolas con sus respectivos pesos obtenidos así como sus elevaciones.
CALCULO DE ANCHO DE CORONAMIENTO. Cuerpo (mínimo 3.5 m o el mayor del equipo de colocación de los elementos). Morro (mínimo 10.00 m) por construcción.
= ∆ () CALCULO DEL NUMERO DE ELEMENTOS POR UNIDAD DE ÁREA (100 M2)
Núm. de elementos = = ∆ 1 Donde: N= número de piezas. A= área de la capa (10- 100m2) n= número de capas. Ρ= porosidad (en %) W= peso de los elementos. 53
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37 2400 =2∗ 1.15(1 100)(18300) 100=74 .
Notas:
En el dimensionamiento del rompeolas, los cálculos mostrados se deberán hacer por secciones a cada 20 m teniendo en cuenta que para cada línea batimétrica se deberá calcular su correspondiente “Kr” y “Ks” ya que afectan de manera directa la altura de la ola Hd= Hs + Kr + Ks En la elección inicial de rebase o no rebase de la ola se hará el siguiente criterio:
Øc= ángulo crítico del rompeolas. Ø= ángulo del talud.
= 2∅ ∅
En el arranque del rompeolas, la sección será como la calculada en las primeras batimetrías, no obstante se recomienda un empotre en la playa de 10 m playa dentro con una profundidad de empotre igual al ancho de la capa del núcleo.
54
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UNIDAD 5.- NOCIONES DE DRAGADO. Definición. Se denomina dragado a la excavación, carga y transporte de materiales sólidos que constituyen o se depositan en los fondos marinos, fluviales o áreas cubiertas por las aguas. La ingeniería de dragado son los conocimientos, técnicas y procedimientos técnicos especializados que deben de conocer para el desarrollo de obras de dragado. Ante una obra portuaria, la necesidad de efectuar un dragado viene determinada por algunos de las siguientes causas. Por motivos de navegación ya que el puerto debe tener la suficiente profundidad en sus aguas para permitir el tráfico de los barcos tanto en su entrada como en sus instalaciones.
Cuando el calado existente inicialmente en la zona portuaria y no es suficiente para recibir los barcos para determinadas instalaciones, entonces es necesario realizar un dragado inicial en fondos vírgenes.
También debido a sedimentaciones o depósitos. Es necesario dragar periódicamente para recuperar los calados. Estos son los llamados dragados de mantenimiento.
5.1.- CRITERIOS PARA LA ELECCION DEL TIPO DE DRAGA. La elección del tipo de draga en una obra depende de una serie de variables, estas son.
Tipo de material a extraer.
Condiciones geométricas del área de dragado y de los calados iniciales que existan y finales a obtener.
Régimen de oleaje, corrientes y viento en la zona de dragado.
Zona de vertido final de los productos dragados.
Condicionantes extremos, como el tráfico marítimo, suministro, etc.
5.2.- FASES DE DRAGADO. El proceso de ejecución tiene seis fases fundamentales.
Movilización, montaje de los equipos y preparación de trabajos.
Sondeo inicial para conocer con exactitud los volúmenes a extraer. 55
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Ejecución del dragado.
Sondeo de final de obra, para la comprobación final del resultado de la excavación o relleno. Con ello puede llevarse a cabo la recepción definitiva de la obra y su liquidación.
Retiro y desmontaje.
Desmovilización.
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5.3.- TIPOS DE DRAGAS.
49 Tipos de dragas, Fuente López Castillo Alexander. Proyecto de tesis, Estudio de dragado de mantenimiento.
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5.3.1.- Dragas mecánicas. Draga de Rosario de Cangilones. Es una draga de tipo estacionario, realiza sus operaciones vertiendo un gánguil auxiliar. Consta de una cadena sin fin de cangilones, esta se guía por dos tambores prismáticos situados en los puntos más altos y bajos de la cadena.
50 Draga de Rosario de cangilones.
Draga de cuchara rígida. Esta draga consta de una pala excavadora frontal instalada una pontona de patas. En la actualidad, todo el equipo de pala gira sobre una pista de rodadura fijada a la pontona. Esta dispone de tres partes metálicas para fijar la embarcación en el tajo y poder absorber los grandes esfuerzos horizontales que se producen en el proceso de trabajo.
51 Draga de cuchara articulada.
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Draga de cuchara articulada. Consiste en un pontón en cuya cubierta se aloja una grúa de pluma. Mediante un sistema de cableado queda sujeta en su extremo una cuchara de valvas constituida por mandíbulas articuladas en el centro.
2 Draga de cuchara articulada.
Dragalina. Consiste en un flotador en cuya cubierta se aloja una torre accionada mediante un sistema de cables, con los correspondientes tambores movidos mediante engranajes mecánicos o motores hidráulicos y dotados en la cuchara.
53 Ejemplo de dragalina.
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Draga retroexcavadora. El esquema de trabajo es muy similar al de las dragas de pala frontales, excavando coronas circulares, estos equipos pueden excavar en avance o en retroceso.
54 Ejemplo de una draga retroexcavadora en operación.
Draga de remoción. El dragado de remoción consiste en el desplazamiento de material del fondo de un lugar a otro, sin sacarlo de agua.
55 Imagen que muestra la operación de una draga de remoción.
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5.3.2.- Dragas de succión. Dragas hidráulicas. Estas se distinguen en dragas estacionarias o en marcha, los diferentes tipos de estas dragas son:
56 Tipos
de dragas hidráulicas. Fuente López Castillo Alexander. Proyecto de tesis, Estudio de dragado de mantenimiento.
Dragas de succión con cortador. Este tipo es una mejora de la draga de succión estacionaria, que incorpora además un dispositivo disgregador del terreno montado en el extremo del tubo de succión. Estas dragas no se desplazan mientras realizan el dragado. El cabezal cortador permite trabajar sobre materiales más cohesivos y con una resistencia al corte superior que los permitidos con el resto de las draga hidráulicas. El cabezal giratorio disgrega el material y succiona la pulpa mediante un sistema de bombeo.
57 Draga de succión con cortador.
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Draga de succión en marcha. Esta es una embarcación autoportante y autopropulsada, de dimensiones variables, diseñada para dar forma continua de elevados volúmenes de material en una forma sencilla y económica, y admitiendo condiciones marítimas adversas. El material es aspirado por un tubo dotado en el extremo de un cabezal de succión. A bordo de la embarcación se instala una bomba que crea el vacío necesario en el cabezal para poner en suspensión los materiales sueltos en el agua, y se aspira la mezcla agua-material que se almacena en la cántara de la propia draga.
58 Draga de succión en marcha en operación.
Dragas neumáticas. Su funcionamiento se basa en la aspiración o succión del material por el vacío creado en un tubo central debido a la inyección de aire a presión en un tubo concéntrico. En la actualidad no son de uso generalizado debido a su elevado costo económico, ya que requieren potentes compresores para generar la inyección de aire. Sin embargo son recomendables en el caso de que los materiales a dragar sean contaminantes, ya que a diferencia de las dragas hidráulicas, succionan directamente sin producir la remoción del fondo. Son utilizadas también en trabajos de minería oceánica, debido a que las conducciones flexibles que utilizan permiten operar a grandes profundidades.
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Dragas sumergidas. Son tractores de orugas submarinos que realizan la succión por cualquiera de los métodos conocidos, y bombean el material hasta la superficie. Aunque presentan numerosos inconvenientes como su costo económico elevado, bajo rendimiento de trabajo y sensibilidad de oleaje, son utilizados en algunas aplicaciones particulares como excavación de zanjas o tendido de cables submarinos.
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GLOSARIO PORTUARIOiii. DÁRSENA. Lugar resguardado del mar y el oleaje en los puertos, para abrigo o refugio de las naves.
ACODERAR. Dar una codera a un cable sobre la que está fondeada la nave o a otro objeto fijo cualquiera, para presentar el costado de aquella a un punto determinado.
ACTIVIDAD CONEXA. Es aquella que proporciona algún servicio a la actividad pesquera en general, como son las distribuidoras de equipo e implementos de pesca, talleres de reparación, comercios, etc.
ALCANCE GEOGRAFICO. Es la máxima distancia a la que un faro puede ser visto por un observador, en función de la curvatura de la tierra y la refracción atmosférica.
ALCANCE LUMINOSO. Es la máxima distancia a la que puede ser vista una luz en función de su intensidad, el coeficiente de transmisión atmosférica y del umbral de iluminación del ojo del observador.
ANTEPUERTO. Es el área de agua ubicada cerca de la entrada, generalmente es atravesado por el canal de acceso, su función es propiciar una expansión de la energía del oleaje que pasa por la bocana y dar servicio para maniobras o fondeo de las embarcaciones.
ÁREA DE ALMACENAMIENTO (Marina Seca). Es el espacio de tierra destinado para guardar las embarcaciones en seco, pudiendo existir áreas de almacenamiento a cubierto o a intemperie, dependiendo de las necesidades y facilidades del puerto. Esta área deberá ser proyectada considerando el medio de varada con que se cuente, los medios de transporte interior, así como la disponibilidad de superficie, para alcanzar la máxima eficiencia.
ÁREA DE MANIOBRAS. Es el área que tiene la función de permitir las maniobras de carga y descarga que se realizan en los muelles pesqueros.
ARQUEO BRUTO O TONELAJE DE REGISTRO BRUTO (T.R.B). Es el volumen total de los espacios internos de la nave que sirven de alojamiento, bodegas y servicios de buque.
ARQUEO NETO O TONELAJE NETO DE REGISTRO (T.N.R). Es el volumen del porte del buque destinado a la carga transportada. ARQUEO. Medida convencional para medir el volumen de la nave. La tonelada de arqueo o tonelada MOORSON equivale al volumen de 100 ft³ o 2.832 m³. ARZADA (HEAVING). Es el movimiento vertical del barco completo sin considerar ninguna inclinación.
ASTILLERO. Lugar o sitio en un puerto destinado para la construcción de embarcaciones. Establecimiento marítimo donde las embarcaciones son equipadas, preparadas o se les proporciona servicio de mantenimiento; propiamente la función principal es la construcción de embarcaciones nuevas.
AVITUALLAMIENTO. Es el suministro de todos aquellos insumos que requiere la embarcación y sus tripulantes para la realización de sus viajes.
BABOR. Lado izquierdo de una embarcación mirando de popa a proa hacia el lado izquierdo de la nave.
BALANCEO (ROLLING). Es el movimiento del barco alrededor de su eje longitudinal. BALIZAS. Son torres estructurales menores que las de los faros, y su función es la de hacerse notables de día y de noche mediante una señal luminosa fija y destellante. Operan automáticamente cuando son luminosas o acústicas.
BARCO. Artefacto de madera, hierro o acero que flota en el agua y puede transportar personas o cosas también se le denomina con los sinónimos: Navío, buque o embarcación.
BASE NÁUTICA. Es una obra de varada y lanzamiento, consistente de rampa de botado, malacate, plataforma flotante, depósito de embarcaciones, estacionamiento de remolques y vehículos, locales de motores comerciales y de lubricantes.
BOCANA. Es la entrada de mar abierto a la zona abrigada, puede ser natural o artificial, en cuyo caso estará limitada por rompeolas o escolleras debidamente señalizados.
BODEGA DE ARMADORES. Son áreas destinadas exclusivamente para el almacenamiento de redes, elementos de reparación y equipo en g eneral de la embarcación. Se construyen aledaños a los patios de reparaciones.
BOYAS. Son flotadores sujetos por medio de una cadena o cable a un cuerpo que se afirma en el fondo, de tal manera que no cambien de posición, y que sirven para señalar un canal, bajo, roca, etc.
BUQUES DE CARGA GENERAL. Son buques destinados al transporte de mercancía en general, comúnmente llamados cargueros.
BUQUES FARO. Son embarcaciones que contienen una estructura y se fondean en aguas poco profundas.
CABECEO (PITCHING). Es el movimiento del barco alrededor de su eje transversal. CABO. Area de tierra relativamente extensa que penetra en el mar desde un continente o isla grande y que señala un cambio notable en la costa.
CALADO. Es la distancia vertical medida, entre la línea de flotación y el borde inferior de la quilla.
CANAL DE NAVEGACIÓN. Es la zona navegable más importante del puerto, en ella el barco aún en movimiento pasa de mar abierto a la zona protegida y debe de realizar además la maniobra de parada.
CANALES SECUNDARIOS. Son vías navegables dentro del puerto que permiten a las embarcaciones realizar su rutina de entrada o salida, comunicando al canal de navegación principal con las distintas áreas que conforman el puerto.
CAPACIDAD DE ATRAQUE. Es el número de tramos de atraque que posee un muelle y que pueden ser utilizados simultáneamente.
CAPACIDAD DE CARGA. Se define como toneladas de peso muerto (T.P.M) CAPACIDAD DE OPERACIÓN. Es el número de embarcaciones que un muelle está en posibilidad de atender en forma eficaz y fluida. Su magnitud depende de los parámetros operacionales de la flota, de los servicios así como de las características físicas de la instalación.
CAPACIDAD NOMINAL. Es la capacidad representativa de acuerdo al eje de las ruedas y es una aproximación al potencial de carga del carro. Se denomina CAPY y se expresa en múltiplos de 500 Kg para todos en carros.
CAPTURA/VIAJE. Es el volumen total de productos pesqueros que una embarcación captura en cada viaje de pesca.
CARGA MUERTA. Es la suma del peso de todas y cada una de las partes estructurales del muelle.
CARGAS VIVAS MÓVILES. Son las producidas por el equipo que se utiliza sobre el muelle para el manejo de la carga.
CIABOGA. Maniobra de una embarcación, consistente en bogar avante los remos de una banda y hacia atrás los de la otra. La misma maniobra en un barco, por medio del timón y la máquina.
COMPLEJO NÁUTICO RESIDENCIAL. Es un puerto recreativo cuya característica principal es que el área terrestre está constituida por lotes que integran la unidad habitacional, cuyo régimen de utilización es conjunta con la de los muelles, o servir como segunda residencia, en cuyo caso puede constituir el elemento clave del complejo, incluye además dársenas deportivas de servicio público.
CONGELADORAS. Son industrias que someten a los productos pesqueros a bajas temperaturas para su conservación.
CONSIGNADOR. El que consigna sus mercancías o naves a la orden de un corresponsal. CONSIGNATARIO. Persona a quien va encomendado el cargamento de un buque. Representante del armador de un buque, con r especto a su pasaje y carga.
CONTENEDOR. Equipo de transporte suficientemente resistente para permitir su uso repetido, que facilite su traslado y transbordo por uno o varios modos de transporte sin necesidad de manipulación intermedia de la carga.
COSTA. Franja de tierra de ancho indefinido (pudiendo ser de varios kilómetros) que se extiende desde la línea de playa hasta el primer cambio notable del terreno.
CRUCERO. Es un buque de pasajeros que realiza recorridos tocando varios destinos de un sólo o varios países, cuenta con todos los servicios e instalaciones de un hotel flotante de gran categoría. El tamaño de estas embarcaciones varía de 500 a 140,000 TRB, que transportan desde 100 hasta 3,500 pasajeros más la tripulación, con esloras de 311 m y calado de 8.8 m; aunque actualmente se construyen barcos para 4,000 pasajeros.
DÁRSENA DE CIABOGA. Es el área marítima dentro del puerto, donde los barcos hacen las maniobras de giro y revire con el fin de enfilarse hacia las distintas áreas del puerto; es la representación esquemática del círculo de evolución que sigue un barco en esta maniobra, puede o no estar incluida la maniobra de parada.
DÁRSENA DE MANIOBRAS. Son las áreas dentro del puerto destinadas a las maniobras de preparación del barco para el acercamiento o despegue del muelle, se requieren áreas para tal fin en cada grupo de atraque, normalmente se realizan con ayuda de servicio de remolcadores, sin embargo la no existencia de este servicio resulta en dársenas muy grandes.
DÁRSENA DE SERVICIOS. Son las áreas de agua contiguas a los muelles y las complementarias para permitir reparaciones a flote. Las áreas contiguas a los muelles son conocidas como dársenas de atraque normalmente dependen de la longitud del frente de atraque.
DÁRSENA DEPORTIVA. Areas de agua abrigada que puede o no formar parte de un puerto, cuenta con servicios de ayuda a la navegación, amarre, rampa, mantenimiento, almacén en seco y algunos otros servicios para las embarcaciones y los usuarios; teléfono, recolección de basura, escuela de veleo, etc.
DÁRSENA. Lugar resguardado del mar y el oleaje en los puertos, para abrigo o refugio de las naves.
DERIVA (SWAYING). Es el movimiento del barco completo a lo largo de su eje transversal. DESCARGA. Es un servicio portuario y comprende la extracción de los productos de pesca de la bodega del barco, por medios manuales o mecánicos, para su traslado a la planta pesquera.
DESPLAZAMIENTO EN CARGA. Es el peso del buque listo para navegar y con la máxima carga que puede transportar.
DESPLAZAMIENTO EN LASTRE. Es el peso de la nave lista para navegar. Incluye combustible, agua, lastre, etc. pero sin carga.
DESPLAZAMIENTO EN ROSCA. Es el peso que se tiene al botar el buque al agua incluyendo al casco con accesorio, maquinaria, calderas, turbinas, lubricantes y agua.
DESPLAZAMIENTO. Es el peso del volumen de agua desalojada por el barco en toneladas métricas.
DICTAMEN. Es el documento oficial resolutivo y constituye el compromiso que contrae el proponente ante la Dirección General de Impacto y Riesgo Ambiental de la SEMARNAT para la instrumentación del plan o proyecto en cuestión en apego a lo manifestado.
EMBALAJE DE TRANSPORTE. Son los recipientes o receptáculos que reciben a la carga, la almacenan y protegen durante el traslado desde su origen hasta su destino, sin necesidades de manipular la mercancía en los transbordos.
EMBARCADERO. Es el mayor número de instalaciones existentes en España y evolucionan posteriormente a dársenas deportivas o puertos deportivos, consisten en pequeños planos de agua abrigados con algunos puntos de amarre de embarcaciones y servicios como gasolina, rampa, agua, recepción de basura, etc.
ENLATADORAS. Son industrias que someten el producto a un proceso mediante el cual se le envasa en recipientes de hoja de lata cerrados herméticamente y añadiendo previamente ingredientes naturales o artificiales para incrementar su valor alimenticio o su sabor.
EQUIPO DE TRANSBORDO. Son las máquinas, instrumentos y herramientas que se usan en las terminales o estaciones para transferir la carga y/o su equipo de transporte de un medio o modo de transporte a otro.
ESCOLLERA. Conjunto de obra y piedras o bloques echados al fondo del mar, para proteger en forma de dique, la entrada de un puerto, embarcadero, río, etc. contra el embate del oleaje.
ESLORA. Máxima dimensión entre las caras externas de la proa y la popa. ESPIGÓN. Estructura construida para proteger una costa (usualmente perpendicular a la línea de costa) y que sirve para atrapar el transporte litoral o retardar la erosión de una costa.
ESTADÍA EN PUERTO. Es el tiempo que dedica la embarcación para efectuar las maniobras de carga o descarga de productos, su mantenimiento y reparaciones, avituallamiento y trámites para iniciar un nuevo viaje.
ESTRIBOR. Costado derecho de la embarcación, mirando de popa a proa. ESTUARIO. Parte de un río que es afectado por las mareas, existiendo un mezclado del agua dulce del río y la salada del mar.
EVALUACIÓN. Es la etapa en la que el procedimiento de impacto ambiental genera sus primeros resultados ya que los documentos de impacto ambiental presentados son evaluados con el fin de identificar aquellas acciones con efectos significativos sobre el ambiente e incluir las medidas que garanticen la prevención.
FABRICAS DE HARINA DE PESCADO. Industrias que obtienen a partir de la precocción, prensado y óxido-reducción de las diversas especies. En este proceso se obtiene también aceite de pescado.
FABRICAS DE HIELO. Industria básica que permite conservar los productos en las bodegas de los barcos durante los viajes de pesca, como para el manejo de los productos en las distintas etapas de su proceso y transporte. FAROS. Torre o estructura con luz en su parte superior, para que durante la noche sirva de señal y aviso a los navegantes y de día la propia estructura cumpla con esta función.
FAUNA. Población animal de una localidad o región. FINGER. Elemento móvil entre los cuales se introducen las embarcaciones deportivas, por lo general estas son amarradas de popa al muelle principal para facilitar el acceso del usuario a la misma.
FLORA. Población vegetal de una localidad o región. FLOTA PESQUERA EN OPERACIÓN. Es el conjunto de embarcaciones que operan en un puerto aún cuando no todas estén registradas en el mismo.
FLOTA PESQUERA REGISTRADA. Es el conjunto de embarcaciones que tienen su registro original en un puerto base; es decir que han sido matriculados en dicho puerto.
FLOTA PESQUERA. Es el conjunto de embarcaciones cuya función es extraer los productos del mar y transportarlos hasta su base de operación.
FONDEADERO. Son áreas de agua que sirven para el anclaje, cuando los barcos tienen que esperar un lugar de atraque, el abordaje de tripulación y abastecimiento, inspección de cuarentena y algunas veces aligeramiento de carga; su localización debe ser estratégica, según la función que tenga que cumplir, aunque generalmente se ubican junto a los canales de navegación, sin que entorpezcan los movimientos de otros buques.
FRANCO BORDO. Es la distancia vertical, medida en la sección maestra, entre la línea de flotación a plena carga y el nivel de la cubierta principal.
FRECUENCIA DE ARRIBOS. Es el número de embarcaciones que arriban a un puerto por unidad de tiempo (generalmente por día) y que generan demanda de servicios.
GUIÑADA (YAWING). Es el movimiento del barco alrededor de su eje vertical y es la más importante desde el punto de vista del dimensionamiento de las áreas de agua.
HINTERLAND. Es la zona en la cual se consumen, producen o transforman productos que se mueven por el puerto.
IMPACTO AMBIENTAL. Alteración del ambiente ocasionada por la acción del hombre o la naturaleza.
INDUSTRIAS BÁSICAS. Es el conjunto de instalaciones que de alguna manera realizan determinados procesos a los productos de la pesca, para posteriormente hacerlos llegar a manos del consumidor.
INDUSTRIAS CONEXAS. Es el conjunto de instalaciones que sirven de apoyo a las industrias pesqueras básicas, así como también a la actividad pesquera en general; entre las más comunes se pueden mencionar las fábricas de envases de cartón de productos plásticos, fábricas de artículos e implementos de pesca, industria de la construcción y reparación naval, que está formada por los astilleros y varaderos.
INDUSTRIAS PESQUERAS. Es el conjunto de instalaciones en tierra destinadas a transformar los productos pesqueros a productos que involucren un proceso industrial como el fileteado, congelado, cocido, enhielado, producción de harina, enlatado, módulos para seco salado.
LIMITE DE CARGA. Es la carga máxima m áxima real de transporte de un carro, se determina restando la tara de la carga máxima permitida sobre cuatro ejes, de acuerdo al diámetro del eje.
LÍNEA DE PLIMSOLL. Es el diagrama grabado a costados del buque que muestran marcas que determinan el calado, en función de la densidad del agua por la que navega el buque, bajo condiciones de seguridad.
MALECÓN. Muro perimetral que delimita a la dársena. MANGA. Es la máxima dimensión transversal del buque. MANIFESTACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL. Documento mediante el cual se da a conocer con base a estudios el impacto ambiental significativo y potencial de un proyecto y la forma de evitarlo o atenderlo en caso de que sea negativo. Existen diversos grados de detalle de estos estudios dependiendo de la importancia y magnitud de la obra y del medio natural que la rodea.
MANIOBRA. Arte de dar a las embarcaciones todos sus movimientos. Facha hecha a bordo de un buque con sus aparejos.
MAREA. Es el movimiento periódico y alternativo de ascenso y descenso de las aguas del mar debido a las fuerzas de atracción lunar y solar combinadas con la fuerza centrífuga y el efecto de coriolis causado por la rotación de la tierra.
MARINA. Es el conjunto de obras y áreas de agua abrigadas para recibir las embarcaciones a vela y de motor que puedan llegar por tierra o mar. Cuenta con servicios e instalaciones tanto para el usuario como para la embarcación (por ley existen una serie de servicios mínimos que deben reunir) y también con desarrollo inmobiliario residencial o multifamiliar.
MASA HIDRODINÁMICA. Es el peso o masa de agua que rodea al casco de la embarcación. MODOS DE TRANSPORTE. Son los vehículos que impulsan o arrastran al equipo de transporte, teniendo la suficiente capacidad de espacio y potencia para transbordo de un lugar a otro sobre un mismo medio natural de desplazamiento.
MUELLES DE AVITUALLAMIENTO (Puertos Pesquero). Instalaciones especiales que se utilizan para proveer de agua, hielo, víveres, etc. a las embarcaciones.
MUELLES DE COMBUSTIBLE (Puertos Pesqueros). Son instalaciones especializadas que se utilizan para abastecer de combustible y lubricantes a las embarcaciones; en tierra cuenta con ductos, bombas, medidores, tanques de almacenamiento, etc.
MUELLES DE DESCARGA. (Puertos Pesqueros). Son los utilizados para la descarga del producto pesquero y eventualmente usado para avituallamiento. Se localizan inmediatos a los centros de recepción o a las plantas de tratamiento.
MUELLES DE ESTADÍA INACTIVA (Puertos Pesquero). Son los utilizados para atracar embarcaciones inactivas u ociosas, se localizan en áreas de menor tráfico donde no interfieran con el resto de la flota.
MUELLES DE REPARACIÓN Y MANTENIMIENTO A FLOTE (Puertos Pesqueros). Son los tramos de atraque donde se efectúan reparaciones de máquinas, equipo electrónico y de pesca de las embarcaciones que no requieren el uso de varadero.
MUELLES DE USO PUBLICO (Puertos Pesqueros). Son aquellos muelles que admiten la descarga y avituallamiento a cualquier embarcación que no tiene otra posibilidad de efectuar esas operaciones en otro muelle de uso exclusivo para alguna actividad o por razones de propiedad de alguna planta industrial.
NUMERO OPTIMO DE ATRAQUES. Es el número de atraque que reduzcan el mínimo el costo anual por esperas de los barcos más el costo anual (equivalente) de atraques desocupados.
OBRAS DE ATRAQUE Y AMARRE. Es el conjunto de elementos estructurales que forman un paramento vertical, con suficiente calado para el atraque de los buques y una superficie horizontal para el depósito de mercancías y el movimiento de los medios mecánicos terrestres.
OBRAS EXTERIORES. Son obras que se construyen con la finalidad de proporcionar abrigo en forma artificial a un sitio en la costa donde existe un puerto o donde se pretende la construcción de uno.
OBRAS INTERIORES. Dentro de estas se engloban todas aquellas que dan servicio a la embarcación y que no están sometidas directamente a la acción del mar.
OLEAJE. Es la acción y efecto de formación de ondas que se desplazan en la superficie de las aguas por la acción de viento.
OPERACIÓN PORTUARIA. Es el conjunto de todas las operaciones necesarias para realizar el paso de la mercancía desde el transporte marítimo al transporte terrestre en un sentido u otro.
OPERATIVIDAD. La operatividad de un puerto consiste en tener condiciones propicias de oleaje, viento y corrientes, de tal manera que las maniobras de navegación en canales y dársenas puedan ejecutarse.
PASARELA MARGINAL. La disposición de esta estructura es paralela al malecón conectándose a tierra por medio de la escala o rampa móvil, puede ser fija o flotante.
PATIO DE REPARACIONES DE EQUIPO DE PESCA. Es el área destinada para la reparación de redes y/o artes de pesca así como el equipo desmontable que posee el barco pesquero. Generalmente se construyen aledaños a los muelles de reparaciones a flote o en los muelles de uso público.
PESO MUERTO. Es el que se integra con el peso de la carga, combustible, agua, víveres, lubricantes, efectos de consumo y tripulación.
PIGGY BACK. Se refiere al movimiento que sobre plataformas de ferrocarril, se hace de remolques que llevan llantas en la parte trasera y patín en la delantera para ser movidos por tractor, permitiendo la conexión con el autotransporte.
POPA. Parte posterior de la nave donde se halla el timón. PORTE BRUTO. Es el peso capaz de transportar el buque. PORTE NETO. Es el peso de la carga máxima transportada por el buque, y que paga su traslado.
PORTE. Es el peso de la carga que transporta el buque. PROA. Parte delantera de la nave. PUERTO DEPORTIVO. Es idéntico que la marina, salvo que en este no existe el desarrollo inmobiliario.
PUERTO PESQUERO INDUSTRIAL. Es aquel sitio que cuenta con instalaciones en tierra para transformar el producto de su estado natural a otro que involucre un proceso industrial como el fileteado, congelado, cocido, seco, salado u otro proceso.
PUERTO PESQUERO. Es aquel sitio en el cual la actividad portuaria fundamental es la pesca y donde se establecen un gran número de pesquerías que aprovechan su frente de agua para realizar sus funciones de recepción (descarga), resguardo (almacenamiento), (almacenamiento), conservación y distribución del producto pesquero, debe estar provisto de obras, instalaciones y servicios en agua y tierra.
PUERTO TURÍSTICO. Es un conjunto de obras e instalaciones sin desarrollos inmobiliarios, que tienen por objeto prestar servicios públicos a las embarcaciones de placer.
PUERTO. Puerto es el conjunto de obras, instalaciones y organizaciones que permiten al hombre aprovechar un lugar de la costa más o menos favorable para realizar operaciones de intercambio de mercancía entre el trabajo terrestre y marítimo, añadiendo el embarque y desembarque de pasajeros.
PUERTOS ARTIFICIALES. Son aquellos en los que es necesario construir las obras de protección (rompeolas), dragado y rellenos para las áreas terrestres que ocuparán las instalaciones, con la finalidad de proporcionar abrigo a un lugar desprotegido de la costa.
PUERTOS ESPECIALES. Son aquellos que realizan movimientos de carga y descarga de un solo tipo, distinguiéndose los graneleros y de fluidos.
PUERTOS FLUVIALES. Son aquellos localizados en la ribera de un río o en la desembocadura desembocadura de corrientes fluviales y que reciben el influjo de las mareas.
PUERTOS GENERALES Y ESPECIALES. Son aquellos que están en posibilidad de recibir embarcaciones de altura y operar el tr áfico comercial internacional.
PUERTOS MARÍTIMOS. Son aquellos situados en puntos geográficos de las costas como bahías y ensenadas, en donde se tiene una influencia directa del mar, protegido en forma natural o artificial del oleaje, las corrientes marinas y el t ransporte litoral.
PUERTOS NATURALES. Son aquellos en los que la conformación física de la costa proporciona una adecuada protección a las instalaciones portuarias de la acción de los fenómenos oceanográficos y meteorológicos, existiendo las profundidades suficientes que permiten la navegación de las embarcaciones, haciéndose mínima la intervención del hombre para su habilitación.
PUNTAL. Es la distancia vertical, medida en la sección maestra, entre la quilla y el nivel de cubierta principal.
RADAR. Equipo electrónico que mediante la emisión de ondas radioeléctricas, determina en dirección, distancia y altura, la situación de las embarcaciones y de la costa.
RADIO-FAROS. Es un sistema de estación cuya utilización exige tanto que existan en tierra las instalaciones correspondientes (ayudas a la navegación) como que el buque cuente con los receptores adecuados.
RAMPA DE BOTADO. Elemento que sirve para intercambiar a las embarcaciones, para poner a flote o en tierra a las mismas y es un dispositivo que consiste en una superficie inclinada que partiendo de tierra penetre hasta el agua en la plantilla del canal o dársena y que permite que una embarcación montada en un remolque y empujado por un vehículo se deslice hacia el agua hasta que la embarcación quede a flote y por ello libre del remolque.
RAMPA MÓVIL. Son estructuras que sirven para ligar el malecón con la zona de atraque de las embarcaciones (muelles). Se compone principalmente de una plataforma antiderrapante, pasa manos y en el caso de servir a muelles flotantes utilizará articulaciones en los extremos a fin de trabajar con los niveles de marea.
RAMPA PRINCIPAL. Es la plataforma longitudinal que conduce a los muelle de atraque, formando así la estructura llamada peine. Esta estructura puede ser fija o flotante; en el primer caso su cimentación será a base de pilotes o algún elemento estructural semejante en caso de ser flotante usa pilotes como guías y para la flotación usa pontones.
RANGO DE MAREA. Es el punto fundamental para determinar los niveles máximos y mínimos que puede alcanzar el nivel del agua.
RECINTO PORTUARIO. Es la zona federal delimitada y determinada por la Secretaría de Comunicaciones y Transportes y por la Secretaría de Desarrollo Social (actualmente estas funciones se transfirieron a la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales), en los puertos, terminales marítimas o marinas, que comprende las áreas de agua y terrenos de dominio público, destinados al establecimiento de instalaciones y la prestación de servicios portuarios.
ROMPEOLAS. Estructura que sirve para proteger una zona costera, puerto, fondeadero o dársena del oleaje.
SEÑALAMIENTO MARÍTIMO. Es el conjunto de dispositivos óptimos, acústicos y electromagnéticos que situados en puntos estratégicos sirven para que la embarcación pueda situarse, orientarse o dirigirse a un lugar determinado, así como también para evitar peligros naturales.
SEÑALES ESPECIALES. Son señales cuyo objeto principal no es ayudar a la navegación, sino indicar una zona especial o configuración mencionados en los documentos náuticos apropiados.
SEÑALES LUMINOSAS. Constituyen al grupo más importante de señales para ayuda a la navegación que permiten determinar la posición del lugar donde se encuentre algún bajo, escollo, etc.
SEÑALES RADIOELÉCTRICAS. Es un tipo de ayuda a la navegación, mediante la propagación de las anclas radioeléctricas.
SEÑALES SONORAS. Señales cuya finalidad es avisar a los navegantes en tiempo de niebla, la proximidad de un peligro o de un punto determinado de la costa.
SISTEMA CONSOL. Es una estación que consta de un solo transmisor, en la cual la antena esta compuesta por tres mástiles situados en línea recta, los extremos simétricos respecto al central, separado entre 5 y 6 metros.
SISTEMA DECCA. Es un sistema hiperbólico de radionavegación que funciona en una frecuencia comprendida entre los 70 y 130 Khz, en el que un par de estaciones fijas emiten, cada una sobre una armónica diferente de una misma frecuencia fundamental o frecuencia de comparación determinándose la línea de posición del receptor en función de la diferencia de fases obtenida.
SISTEMA LORAN. Sistema de navegación americano que utiliza emisiones radio eléctricas de gran alcance en el que las hipérbolas o líneas de posición se determinan por la medida de la diferencia de tiempos de recepción de impulsos sincronizados emitidos por dos estaciones separadas por una distancia dada.
SISTEMA OMEGA. Es un sistema hiperbólico o de navegación por comparación de fase de gran alcance compuesto por tres o más estaciones con emisiones sincronizadas.
SISTEMAS HIPERBÓLICOS. Es un sistema de estación, que para ser usada es necesario que el buque este equipado con un receptor especial y disponer de las cartas con las redes de hipérbolas especiales para cada sistema.
SLIP. Es el espacio destinado entre fingers para el atraque de la embarcación. El espacio entre un par de finger puede ser para una o dos slips.
SQUAT. Es el hundimiento aparente que experimenta el barco en movimiento y depende fundamentalmente de la velocidad, de la distancia entre la quilla y el fondo del trim del barco, del área de la sección transversal del canal y de si el canal está localizado en una vía amplia o estrecha.