Tema 3.-Obras Maritimas Portuarias

TEMA 3 OBRAS MARÍTIMAS PORTUARIAS

3.1 INTRODUCCIÓN INT RODUCCIÓN Por obra marítima se entiende toda aquella construcción que se ejecuta bajo la influencia de la marea. En consecuencia abarca un gran número de obras o bras con finalidades muy diferentes. Poseen en común dos aspectos muy importantes que las diferencian del resto de construcciones: -

-

Las solicitaciones a las que están sometidas son específicas: la más importante es la energía del oleaje y en menor medida hay que tener en cuenta la temperatura calidad del agua... !u ejecución en el interior del mar obliga a disponer de t"cnicas específicas para su ejecución: cajones dragas bu#os grúas plataformas flotantes...

$un teniendo estas características comunes poseen finalidades muy diferentes pudiendo distinguirse: -

-

%bras marítimas portuarias: son todas aquellas que se ejecutan para crear #onas abrigadas y profundas que faciliten el atraque de los barcos y permitan el transbordo de su mercancía formando parte de la cadena de transporte. %bras marítimas de protección y regeneración de la costa así como para la creación de playas. %bras marítimas de e&tracción de materias primas situadas en el subsuelo de los fondos marino como las plataformas petrolíferas. %bras marítimas de saneamiento de poblaciones costeras como los emisarios submarinos. %bras marítimas especiales como son: los diques de 'olanda para la creación de terrenos apro(echables controlando o la acción de los mares y ríos. o Proyecto )oises para disminuir las inundaciones en *enecia. $eropuertos en el mar o +rbani#aciones en el )ar o ,,,,,,.. o

$ continuación se muestran una serie de estos ejemplos de estructuras marinas singulares:

Tema 3 – Obras marítimas portuarias

1

Diques del Mar del Norte e !olada

Aero"uerto de #asai $%a"&'


2

Diques del Mar del Norte e !olada

Aero"uerto de #asai $%a"&'


2

Ur(ai)a*i& +a Pal,era $Du(ai'

Eer-as reo/a(les ,arias


3

Plata0or,a "etrol0era Troll $Norue-a'

Proe*to Moises $2ee*ia'


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-ados los objeti(os de esta asignatura estos apuntes se centrarán en las primeras aunque los conocimientos de la dinámica litoral que requieren el proyecto y la ejecución de las segundas tambi"n se debiera considerar para tener en cuenta los posibles efectos secundarios que pueden pro(ocar las obras portuarias en dicha dinámica y poder pre(enirlos atenuarlos o corregirlos.

Las primeras obras marítimas que se reali#aron tenían únicamente finalidades portuarias. Posteriormente se utili#ó su conocimiento para otro tipo de finalidades como la formación y defensa de playas. ambi"n como consecuencia de los a(ances en la in(estigación oceanográfica se han definido otros tipos de obras marítimas según el problema que surgía. Los siguientes capítulos se dedican a las obras marítimas portuarias fundamentalmente los diques en talud o rompeolas y los diques (erticales.

3. OBRAS MARÍTIMAS ASOCIADAS A +OS PUERTOS. C+ASI4ICACIÓN Este tipo de obras se pueden clasificar en tres clases que aunque totalmente diferentes están relacionadas entre sí por lo que su estudio debe hacerse en conjunto ya que los efectos de unas pueden actuar sobre las restantes obras en sentido desfa(orable o por el contrario puede apro(echarse la acción conjunta de todas aquellas para conseguir el fin propuesto de manera más efica# y económica. Estas obras se considerarán di(ididas en tres grupos: /.0 %bras de abrigo o e&teriores. Las obras e&teriores son las más especiali#adas y e&clusi(as de las estudiadas en la t"cnica portuaria y por su costo dificultad de construcción y repercusión en el desarrollo futuro del puerto e&igen en su proyecto y construcción la má&ima atención. El proyecto de estas obras se estudia en los capítulos 1 y 2 de estos apuntes. 3o obstante en el apartado siguiente se da una (isión general de estas obras. 4. %bras de acceso. !u objeti(o consiste en conseguir y garanti#ar el calado necesario para la entrada y salida de los buques 1. %bras de atraque o interiores. Esta las constituyen las obras que se reali#an en el interior de las #onas abrigadas para facilitar la carga y descarga de la mercancía. En el siguiente plano se pueden obser(ar estas diferentes #onas así como las infraestructuras que son necesarias en un puerto para garanti#ar la intermodalidad del transporte.


5

O(ras ,arti,as "ortuarias

%tra ordenación de las obras marítimas es la que se define en las 5%) según su función o ser(icio proponiendo: 0 %bras marítimas principales 0 %bras de abrigo o e&teriores. 0 %bras de gestión y protección del litoral 6no se estudian en estos apuntes7 0 %bras de atraque o interiores 0 %bras de amarre y fondeo 0 Plataformas e&teriores 0 8onducciones submarinas 0 %bras marítimas au&iliares 0 %bras de dragado y relleno 0 %bras de construcción y reparación de buques y flotadores


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3.3 OBRAS DE ABRI5O. C+ASI4ICACIÓN El papel primordial de las obras de abrigo es crear un obstáculo a la propagación del oleaje permitiendo la e&istencia de #onas abrigadas donde fondeen los barcos y donde se construyan las obras de atraque. Las obras de abrigo se pueden clasificar de las siguientes formas: 9 Por su disposición en planta -

-

-ique único paralelo a la costa. 8onstan de una gran obra de abrigo unida a tierra o aislada y pueden completarse con contradiques perpendiculares a la orilla para aumentar el abrigo. -iques con(ergentes. -os diques que arrancan de la costa hasta dejar una boca. -iques con(ergentes con antemural. !on de un tipo semejante al anterior pero lle(an un dique aislado para proteger la boca si "sta es muy amplia y abierta al temporal. -iques paralelos. 8orresponden a espigones y se usan en la entrada de los puertos ganados a tierra aunque hoy en día se están abandonando por los con(ergentes. -iques o puertos aislados. !on tipos especiales que en ciertos casos de costas muy arenosas se han construido a base de un recinto aislado en el mar unido a tierra mediante un (iaducto aligerado que no impide el paso de las corrientes litorales.

9 Por el tipo de su estructura. 0 -iques rompeolas. 5esiste la ola a base de romperla y anular su energía. 0 -iques reflejantes. 5esiste la ola reflejándola y de(ol(i"ndola al mar con su energía. 0-iques mi&tos. !on una estructura con infraestructura de rompeolas y superestructura reflejante. 0 %tros. lotantes neumáticos hidráulicos y discontinuos.

3.3.1 Plata de los diques. Cara*tersti*as La elección de la forma del dique depende fundamentalmente de: -

8aracterísticas del oleaje: $lturas de ola y dirección predominante.

-

Las condiciones locales de la costa tales como:

-

o

3aturale#a de los fondos geología geotecnia y medioambiente

o

;atimetría del fondo

o

)orfología y topografía de la línea de costa

Las necesidades portuarias es decir el uso al que (a destinado comercial pesquero deporti(o, !egún este destino se deberá conocer el (olumen de mercancías que se pre("n mo(er atraques deporti(os y pesqueros,


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8on estos datos se dibuja la tra#a de las obras e&teriores para lo que es fundamental conocer los planos y características del oleaje y permitir el e&amen de la planta en lugar de proceder por simple intuición para posteriormente definir su desarrollo. $ continuación se e&aminan ligeramente las principales características de cada tipo. 6 Dique "aralelo a la *osta.

Puede ser de dos tipos: dique arrancado desde la costa o dique aislado abierto por los dos e&tremos. !e suelen emplear en los puertos e&teriores ganados al mar cuando la costa no permite disponer de amplio terreno hacia el interior y no poder dragarlo fácilmente y por otro lado e&iste suficiente profundidad en puntos cercanos y paralelos a la orilla. El primer tipo suele usarse cuando la costa presenta algún saliente fa(orable para arrancar desde "l aunque hay casos en que por otros moti(os se prefiere el dique aislado. La separación de la orilla depende de (arios factores contrarios entre sí< por un lado es necesario dar anchura suficiente entre la orilla y el dique para instalar los muelles 6que suelen ser perpendiculares a la orilla7 y su #ona posterior de ser(icios así como suficiente espacio para permitir la ruta de entrada y #ona de maniobra de los barcos< por otro lado cuanto más alejado est" el dique de la orilla más calado e&istirá y más costosa será la obra. En este caso para e(itar la entrada de oleaje se suele construir un contradique que arranca de la costa normal a ella situándolo al interior del dique e&terior para que no estorbe a la ruta del barco. Este tipo de puerto presenta la indudable (entaja de que su aplicación es relati(amente fácil a base de prolongar el dique. En caso de tener un contradique se puede ampliar con(irti"ndolo en nue(o muelle y creando una nue(a línea paralela como se puede (er en la imagen.

Dique "aralelo a la *osta


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6 Diques *o/er-etes .

En ciertos casos los puertos se abrigan a base de los diques que arrancan desde la costa a ambos lados del puerto hasta con(erger dejando entre ellos una boca de entrada. $doptan formas muy (ariadas pudiendo ser los dos diques sim"tricos e iguales o disim"tricos alargando más uno que otro para proteger la entrada de los temporales más frecuentes o incluso llegar casi hasta construir un solo dique principal y un contradique< la forma en planta de la superficie suele ser trapecial pero hay casos que los diques pueden ser cur(os o elípticos. %tras (eces sobre todo cuando se trata de abrigar bahías los dos diques están prácticamente en prolongación uno de otro incluso dejan un tro#o aislado entre ellos dando lugar a dos bocas de entrada. Los diques con(ergentes se utili#an en los puertos en los que las profundidades adecuadas están alejadas de la costa. 8on ellos se lle(a la boca hasta el calado necesario< en el interior los muelles a(an#an hasta un punto donde el conjunto de dragados y rellenos tenga costo mínimo. ienen un gra(e incon(eniente que si no se proyectan con suficiente amplitud al desarrollarse el puerto puede llegar un momento en que se llene de instalaciones toda la superficie abrigada y para las ampliaciones es necesario construir nue(os diques más amplios con todos los incon(enientes consiguientes. Por otra parte suelen dejar entrada fácil al oleaje no e&istiendo casi #ona totalmente abrigadas sal(o en los casos de diques disim"tricos en los que actúan como los diques paralelos a costa< en cambio ofrecen fácil entrada al barco. !e suele usar mucho este tipo en #onas arenosas donde es necesario situar la boca en calados donde no se produ#can aterramientos 6por lo menos durante cierto tiempo ya que a la larga la línea de playa a(an#ará hasta la boca si la corriente litoral de aterramientos es intensa7 y tambi"n para abrigar bahías profundas dejando el paso en el centro en el punto de más calado y abrigando una amplia superficie. ambi"n se adopta como solución cuando se desea un gran antepuerto en algún puerto importante. En el caso de puertos militares situados en amplias radas se suele emplear este sistema dejando generalmente dos entradas a base de que se deje un tro#o aislados en el centro< en estos puertos las entradas suelen ser muy amplias 6llegan hasta cerca de los /.=== metros7 por necesidades de seguridad de la flota de guerra y se abren directamente al mar como es natural entra mayor agitación en el puerto y a pesar de la e&pansión de la ola suele e&istir bastante oleaje aunque es menos molesto puesto que las flotas de guerra suelen estar fondeadas y aguantar mayor agitación de la que sería admisible para un puerto comercial con barcos atracados en muelles.


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Diques *o/er-etes disi,7tri*os

9 Diques *o ate,urales. En algunos puertos con diques con(ergentes donde estos dejan mucho espacio interior estando muy separados los diques entre sí formando una boca muy amplia que dejaría poco abrigo en (e# de prolongar uno de los diques se prefiere dos bocas a base de construir delante otro dique aislado. Parecida a esta solución es la de los diques con(ergentes en línea con un tramo aislado.


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9 Diques "aralelos. !e usa esta disposición de diques en los puertos creados sobre tierra o bien en las desembocaduras de ríos na(egables. %frecen muchos incon(enientes como: aterramientos importantes malas condiciones de la na(egación de entrada de los barcos penetración de agitación etc. Para e(itar estas dificultades se suele prolongar el espigón más e&puesto al oleaje< otras (eces se disponen >fosas rompeolas? consistentes en ampliaciones donde la e&pansión que sufre la ola la amortiguan. Este tipo de diques tiende a desaparecer sustituy"ndolos por un sistema e&terior de diques con(ergentes que engloben los primiti(os con lo que se consigue aumentar la seguridad de entrada en el canal crear un puerto e&terior más seguro etc.

Diques "aralelos

3.3. Estru*tura de los diques. Cara*tersti*as 8omo ya se ha indicado prácticamente e&isten sólo dos tipos de diques que impiden el paso del oleaje: los rompeolas y los reflejantes y otro deri(ado de ellos que son los mi&tos y los que amortiguan el oleaje: sumergidos flotantes y neumáticos o hidráulicos. El oleaje está acumulando las @ partes de la energía e&istente en la tierra que llega del sol siendo "sta anulada en la costa lugar de reali#ación de nuestras obras e&teriores. Auiere esto decir que las acciones que (an a actuar sobre este tipo de obras (an a ser muy importantes. El gran problema de los puertos son los aterramientos que en su interior puedan producirse ya que en general se construyen en #ona litoral acti(a. !i queremos que el puerto funcione adecuadamente durante su (ida pre(isible será con(eniente proyectar "stos de forma que se redu#ca al má&imo la posibilidad de aterramientos además de dotarlos de sistemas de dragado adecuados.


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La ola al a(an#ar hacia la costa y encontrar fondos con taludes inferiores a cierto (alor rompe anulándose su energía. En otro caso si se propaga en fondos con profundidad por encima de un mínimo y no rompe al encontrar un obstáculo (ertical o de pendiente muy fuerte se refleja en "l (ol(iendo al mar de acuerdo con las leyes físicas de refle&ión. -e acuerdo con esto los dos procedimientos para combatir la acción directa de la ola sobre la estructura son los de pro(ocar su rotura o pro(ocar su refle&ión. Lo primero se hará mediante obstáculos con taludes inclinados lo suficiente para pro(ocar la rotura de la ola. Llo segundo se logrará a base de taludes muy (erticales. Las características fundamentales de cada uno de los dos tipos son: 3.3..1.8 Diques de talud

Estos diques se ejecutan con los paramentos en talud con diferentes pendientes según el material que se utilice.

Se**i& de u dique e talud

Las (entajas de estos son: Los terrenos marítimos son en general de mucha peor calidad que los terrenos continentales puesto que en ellos e&isten capas superficiales de fangos y lodos de espesor (ariable con unas características geot"cnicas muy deficientes. En ocasiones estas capas pueden e&istir a distintas profundidades en forma de lentejones. La situación frente a estas capas es difícil y la colocación de obras sobre ellas (a a dar lugar a asientos importantes que han de soportar y asumir las obras colocadas encima de ellos.


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Estos asentamientos son perfectamente asumidos por las obras de escollera debido a su gran fle&ibilidad resultando por ello muy adecuadas para terrenos con asentamientos irregulares y para terrenos de cimentación muy irregular. $ pesar de la gran fle&ibilidad de estas obras es con(eniente reali#ar un estudio geot"cnico detallado para detectar la presencia de este tipo de materiales así como los espesores de estas capas para tratar de huir de #onas donde los asentamientos puedan ser importantes incluso para obras tan fle&ibles. ambi"n por esta ra#ón tiene poca importancia para el conjunto de la obra la aparición de brechas o a(erías parciales que se produ#can en temporales e&traordinarios. $demás "stas suelen ser de reparación fácil mientras no se reparen continúan con su labor de abrigo en gran proporción aunque parcialmente est"n a(eriados. La fle&ibilidad de estas obras ha sido un factor que ha hecho que en la actualidad estos diques hayan sustituido casi en su totalidad a los diques (erticales de fábrica. !u construcción es relati(amente sencilla puesto que no e&ige unos medios e&cepcionales de puesta en obra. !in embargo presentan los siguientes incon(enientes: Los espigones son obras de poca altura y relati(amente estrechas lo cual hace que sean rebasables en cuanto la energía del oleaje aumenta. Esto hace que presenten dos problemas fundamentales uno de tipo funcional y otro de tipo constructi(o: 0Problemas funcionales: son debidos a que el oleaje es capa# de pasar por encima el espigón a la #ona abrigada por "l lo cual (a a pro(ocar en "sta un mo(imiento del agua que (a a resultar muy incómodo para las operaciones que haya que reali#ar en esta #ona. 0Problemas constructi(os: el >pequeBo? oleaje originado en la #ona abrigada (a a atacar la parte superior del espigón en contacto con este oleaje puesto que se trata de una #ona inestable ante la acción de un oleaje por pequeBo que "ste sea. Por tanto esta #ona siempre será conflicti(a a la hora de hacerse el dique rebasable.


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Dique re(asa(le

Llegamos a la conclusión de que el gran incon(eniente de estos espigones es que son fácilmente rebasables. Las soluciones para que este tipo de obras sea irrebasables constituyen a su (e# nue(os problemas de índole constructi(a. Las soluciones que podrían adoptarse son: /. $umentar la altura: para que un dique de este tipo sea irrebasable su altura deberá ser del orden del doble de las má&imas alturas de la ola que se (ayan a producir en la #ona. 8omo se (erá más adelante este problema ha hecho que se in(estigara la altura de coronación de un dique de escollera en función de la altura de ola buscando su optimi#ación. 4. $umentar el ancho de coronación a la (e# que se disminuye su altura. !ería necesario un ancho de coronación de unos /C o 4= m como mínimo. 8omo puede deducirse fácilmente ambas soluciones e&igen un (olumen de material 6m1 de áridos7 ingente lo que produce problemas muy serios en la e&plotación de canteras en cuanto que es necesario e&traer gran cantidad de material. $demás surge un problema adicional que es el transporte de estos materiales hasta la #ona de construcción de la obra puesto que transportar tales cantidades de materiales produce daBos muy serios en todo tipo de carreteras. La e&plotación de canteras tan grandes origina problemas medioambientales muy serios. odos estos incon(enientes están haciendo que este tipo de soluciones masi(as cada (e# tenga más detractores. !in embargo este tipo de obras combinadas con obras de fábrica dan unos resultados bastante aceptables por lo que aún se reali#an obras de este tipo. En la construcción de espigones se presenta otro problema de tipo constructi(o aunque este tiene una solución artificial factible. 8omo ya sabemos los bloques de los distintos mantos deben de tener unos pesos determinados mayores cuanto más e&terior sea el manto pues bien una cantera en condiciones normales pueden darnos bloques de hasta D toneladas como má&imo que para la mayoría de los casos resultan muy pequeBos es decir poco pesados. Esto hace que tengamos que recurrir a la construcción de bloques artificiales que reúnan las condiciones de peso y forma adecuadas. En principio puede parecer que la forma no sea un condicionante pero como más adelante (eremos hay casos en los que sí lo puede llegar a ser. %tros incon(enientes que presentan son: 03ecesitan gastos de mantenimiento continuo equi(alente prácticamente al 4 de la obra. 0)ucho pla#o de para su construcción. 05esta de superficie útil de fondeo con su talud.


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3.3...8 Diques /erti*ales

Estos diques son estructuras de fábrica con los paramentos (erticales en ambos lados.

E9e,"lo de dique /erti*al

Presentan las siguientes (entajas: -

)enor (olumen de obra en comparación con una obra de talud para igual caso.

-

)ayor rapide# de ejecución del dique

-

)enor costo unitario hasta cierta profundidad. $ partir de ella el costo aumentará considerablemente.

-

Posibilidad de construcción aunque no e&istan canteras apropiadas.

-

Posibilidad de usarlo como muelle en el paramento interior

-

Presenta mayor superficie útil de fondeo en el puerto

-

Proporciona abrigo total contra la propagación del oleaje a tra("s del dique

F sus incon(enientes son: -

E&igen ine&orablemente un calado al pi" del dique mayor de 2' para que se produ#ca la refle&ión de la ola.

-

3ecesitan grandes medios au&iliares de obra.

-

Gran temor a los asientos y necesidad de fondos apropiados

-

a(orecen la formación de corrientes de fondo la erosión del terreno y su soca(ación.


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0 3ecesidad de gran altura de coronación por ele(ación de la ola en la refle&ión 0 Posibilidad de grandes a(erías y dificultad y carestía de reparación. 'ay que calcular el dique para las má&imas olas con la carestía correspondiente. 0 -ificultad de construcción y colocación en obra de los grandes elementos prefabricados.

3.3..3.8 Co,"ara*i& etre a,(as ti"olo-as

9 Profundidad e&istente. !i no e&iste un calado mayor de 2' for#osamente se elegirá el tipo rompeolas. !i e&iste más profundidad es más (entajoso económicamente el (ertical. !i se pasa ya de cierto calado 6 de /C0 /H metros7 es necesario si se elige el tipo (ertical disponer a partir de esa cota un maci#o de cimentación. 9 3aturale#a del fondo. !i el terreno es fangoso o blando no debe elegirse el (ertical o hay que proceder pre(iamente a una sustitución del terreno. 9 %leajes. !i e&isten olas de más de I metros hay que eliminar prácticamente los (erticales por la altura necesaria sobre el ni(el de reposo. !i la agitación del mar es muy continua son preferibles los de talud por cuestiones constructi(as. 9 )ateriales de construcción. !i no e&isten canteras apropiadas y relati(amente cercanas es preciso acudir a soluciones de diques (erticales o de escollera artificiales aunque esto último solo es aconsejable para formar mantos y no para todo el maci#o. 9 )edios au&iliares. !i no e&isten medios apropiados 6diques secos o flotantes grúas flotantes etc.7 es for#oso acudir al dique rompeolas. 9 actores de tráfico !i es necesario ahorro de superficie de fondeo es con(eniente el (ertical y lo mismo si se desea un atraque interior. 9 5apide# de ejecución. 8on medios apropiados y fa(orables condiciones náuticas es más fa(orable la solución del tipo (ertical. 9 !eguridad y mantenimiento. El dique (ertical es más económico de mantener que el talud. En cambio el riesgo de a(erías es muchísimo más gra(e en el (ertical. -ebe adoptarse la solución del tipo de dique rompeolas por seguridad de la obra sal(o una ra#ón muy justificada.


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3.3..:.8 Otras ti"olo-as

Diques su,er-idos

Diques 0lotates

Diques eu,;ti*os


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3.:. OBRAS DE ACCESO +no de los grandes problemas que suelen presentarse en los puertos es la falta de calado y puede dar lugar a hacer totalmente inútiles las instalaciones. El problema se agra(a en aquellos puertos que concebidos para un determinado calado llegan a cegarse por los aterramientos hasta quedar fuera de uso. Para e(itar esta situación hay que proceder a la limpie#a de los aterramientos y dado el (olumen que "stos pueden alcan#ar el problema planteado toma carácter de gran gra(edad hasta el punto de que "sta característica influye de forma decisi(a en el coste de mantenimiento del puerto. ambi"n puede presentarse otros casos diferentes como son: deseo de aumentar los calados e&istentes en un puerto abrir una nue(a (ía de na(egación o bien ganar terrenos al mar mediante el relleno de ciertas #onas obtener materiales para rellenos sanear terrenos inadecuados con poca capacidad portante eliminar materiales contaminantes o contaminados etc... Para todos los trabajos citados se usan las dragas y se reali#an los dragados trabajo que constituye una parte muy importante de las obras marítimas.

3.:.1 Clasi0i*a*i&  *ara*tersti*as de los dra-ados 3.:.1.1 Clasi0i*a*i&

Los dragados se pueden clasificar según el punto de (ista que se adopte en la forma siguiente: Por su destino: 9 -ragados nue(os o de primer establecimiento. 9 -ragados de mejora. 9 -ragados de aterramientos. 9 Para cimentación de obras Por su clase: 9 -ragados en arenas 9 -ragados en fangos o arcillas 9 -ragados en roca o materiales duros Por su situación: 9 -ragados en barras 9 -ragados en interior de ríos 9 -ragados en dársenas y #onas de muelles Por el destino de los productos: 9 *ertidos al mar 9 Ele(ados a tierra o (aciadero


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3.:.1. Cara*tersti*as del dra-ado

El dragado es una e&ca(ación submarina que presenta las mismas fases que la operación terrestre es decir: e&ca(ación transporte y (ertido pero las condiciones especiales del medio en que se ejecuta introducen unas diferencias fundamentales con respecto a la e&ca(ación terrestre. Por una parte al estar el terreno sumergido y tener que emplear artefactos flotantes se pueden usar máquinas poderosas y apro(echar el agua como medio de transporte del producto emulsionado. Por otra parte en cambio las condiciones meteorológicas influyen de manera decisi(a en el desarrollo del trabajo además hay clases del terreno que emulsionados no admiten ciertas formas de transporte por no decantar lo que obliga a prescindir de t"cnicas de más rendimiento y economía que las que es necesario emplear. !egún el clima marítimo 6altura de ola7 tendremos que tener en cuenta las restricciones de los trabajos: 9 Las dragas estacionarias pueden trabajar con 's J / m y se deben refugiar en puerto cuando 's K 4 m 9 Las tuberías flotantes tiene que ser retiradas cuando 's K 4 m 9 Las dragas de succión en marcha son operati(as con 's J 4C m 9 La (elocidad de la corriente influye en la operati(idad de las dragas a partir de /ms y su acción debe ser tenida en cuenta cuando se instalen tuberías flotantes. 'ay que considerar asimismo que las corrientes pro(ocan la dispersión de los sólidos en suspensión. Por otra parte es necesario conciliar el tráfico marítimo con las operaciones de dragado esto es con las e(oluciones de las dragas recorridos a las #onas de (ertido de materiales anclas cabrestantes tuberías etc. !e debe planificar con suficiente antelación el bali#amiento de la #ona influenciada por el dragado y tener en cuenta que la estela de los barcos puede dificultar el trabajo de las dragas estáticas. Por tanto al estudiar un dragado hay que tener en cuenta las condiciones del empla#amiento de la obra La clase de terreno es fundamental en la elección de la máquina más apropiada< por un lado hay que tener en cuenta los materiales que por su composición física y características no decanten< por lo tanto ya de entrada se (e que para el dragado a ejecutar en arcilla o fango no se podrán emplear nada más que dragas de tipo mecánico de e&ca(ación o bien aquellas que aún dragando a base de succión en(ían directamente la me#cla a tierra sin depositarla pre(iamente en cántara. Por otra parte en cambio arenas presentan grandes (entajas para ser dragados por medio de bombas centrífugas pudiendo entonces decantar directamente o en(iarlas a tierra. Por último si los terrenos son muy duros habrá que proceder a un quebrantamiento pre(io por medio de e&plosi(os o de medios mecánicos para poder ser e&traídos posteriormente por las dragas correspondientes. En cuanto al destino de los productos influye únicamente en los medios au&iliares puesto que en caso de que por cualquier con(eniencia interese no arrojarlos al mar abriendo compuertas habrá que disponer de ele(adores o grúas que los descarguen en tierra así como (aciaderos apropiados para el caso.


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odos los factores mencionados se influyen mutuamente y condicionan simultáneamente la forma en que deba organi#arse la obra y únicamente despu"s del estudio conjunto de las anteriores facetas se puede elegir el sistema de ejecución adecuado o de lo contrario el resultado será negati(o. 3o hay que ol(idar que un dragado supone en muchos casos un mo(imiento de tierras muy importante y que el costo final es muy ele(ado por lo que una decisión errónea puede originar un serio quebranto económico.

3.:. C+ASES < TIPOS DE DRA5AS

El material de los dragados puede di(idirse según el tipo de operación que reali#a en: 9 )aterial de e&ca(ación 9 )aterial de transporte 9 )aterial de (ertido 9 )aterial complementario $lgunos artefactos pueden ejecutar más de una de las operaciones citadas o incluso el ciclo completo pero en definiti(a siempre e&isten diferenciadas esas operaciones aunque se realicen sucesi(amente por el mismo artefacto.

3.:..1. Material de e=tra**i&. Dra-as

Las dragas se di(iden en dos clases principales de acuerdo con la forma en que e&traen los productos: 9 Las que lo hace por acción mecánica de e&ca(ación 9 Las que lo hace por medio de succión $ su (e# e&isten diferencias dentro de estos dos grupos principales sobre todo en el primero debido a las di(ersas clases de máquinas que pueden utili#arse< las de succión tienen como denominador común el empleo de bombas de succión diferenciándose solamente en la forma de reali#ar el trabajo. Por otra parte pueden distinguirse otras características diferenciales tales como que sean autopropulsadas o no que (iertan los productos e&traídos en cántaras situadas en el propio barco o utilicen gánguiles o barca#as para su transporte etc.. e incluso pueden inter(enir en la clasificación el tipo de combustible empleado. Prescindiendo de características que son accesorias y que pueden cambiarse en el mismo artefacto la clasificación más usada es: 9 -ragas de acción mecánica  -raga de cuchara  -raga de pala  -raga de rosario


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9 -ragas de acción hidráulica o succión  -raga estacionaria o impulsora  -raga autopropulsada estacionaria  -raga de succión de arrastre  >8utter? 3.:... 4or,a de tra(a9o de las dra-as 3.:...1 Dra-a de *u*>ara.

Es sencillamente una grúa con una cuchara bi(al(a. *a situada sobre la embarcación o pontón que puede ser autopropulsado o no y que puede lle(ar o no cántara< en este último caso se colocarán al lado de la cuchara gánguiles para recibir el producto. Este tipo de draga es muy útil para dragados de pequeBo (olumen y en punto pró&imos a los muelles donde es difícil el trabajo de las grandes dragas o para materiales rocosos una (e# quebrantados y que por su (olumen reducido no aconsejen el empleo de una draga de rosario. Esta draga consiste en un pontón sobre el que se encuentra una grúa en uno de sus e&tremos que sostiene una cuchara. El material que se ele(a con la cuchara se descarga en un gánguil situado al lado del pontón. ambi"n se pueden usar una sola embarcación que haga las funciones de pontón y gánguil. El pontón puede mantenerse en posición por anclas y guinches o puede combinar un sistema de pilones de fijación durante el dragado y un sistema de guinches para la reubicación del pontón.

Esque,a de dra-a de *u*>ara

Eficacia según el tipo de suelo a dragar 9 Ro*a: draga bien rocas sedimentarias muy blandas o meteori#adas. Es útil en profundidades importantes. 3o puede competir si aumenta la dure#a del material 9 Catos rodados -rades  ,ediaos : muy apta. -ebe adaptarse la cuchara al tamaBo de los cantos rodados 9 5ra/as: son aptas. !e utili#an cucharas con dientes. En gra(as densas se utili#an cucharas pesadas. El desgaste y rotura de las cucharas puede ser importante 9 Areas ,ediaas  -ruesas : opera satisfactoriamente Tema 3 – Obras marítimas portuarias

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9 Areas 0ias (ie -raduadas: se requieren cucharas con labios afilados parcialmente apta 9 +i,os: se utili#a muy raramente. Los finos pueden ser la(ados de la cuchara 9 Ar*illas: -raga arcillas de todo tipo. En arcillas duras se utili#an cucharas pesadas con dientes. El (aciado de la cuchara puede ser difícil 9 Suelos or-;i*os: muy apta 9 Restos: se dragan bien. Pueden perturbar la descarga de la barca#a. El personal con los separa y los pone en la cubierta del pontón. Puede hacerse con una reja mó(il

M7todo de o"era*i&?

El pontón se fija mediante un campo de anclas con el eje de la draga en el eje del corte propuesto y con la grúa cerca del borde de trabajo. !e draga todo el material que entre dentro del radio de la grúa hasta el ni(el de diseBo y se carga en la barca#a. 8uando no queda más material se a(an#a el pontón mediante los guinches. 8uando la barca#a se llena se sigue cargando una segunda barca#a en la otra banda

4a*tores l,ites?

Mi. Pro0udidad a-ua Ma=. Pro0udidad a-ua Ma=. Corriete de tra/7s Altura de ola ,;=i,a Ma=. Tesi& de *orte $ar*illas' Ma=. Co,"resi& $ro*as'

1, @ , 1@ udos , 3 Pa 1 M"a

Equi"a,ieto au=iliar? Cu*>ara: El tipo de cuchara debe ser cuidadosamente seleccionada dependiendo de las características del material a dragar. Para limos blandos barros y arcillas se puede utili#ar una cuchara li(iana de la má&ima capacidad que soporte la grúa. Para arcillas firmes o rocas muy d"biles se utili#a una cuchara con dientes muy pesada. Para cantos rodados sueltos o roca partida una cuchara piel de naranja es apropiada.


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Ti"os de *u*>ara

Bar*a)as: Las barca#as que se utili#an para el transporte del material pueden ser del tipo de casco abierto denominadas tipo >!plit?

2eta9as e i*o/eietes

9 8arga material dragado con perturbación mínima. Llenado con mayor proporción de sólidos. 9 3o se (e afectada por cantos rodados basura etc. 9 La draga es adecuada para el dragado de áreas confinadas tales como a lo largo de muelles a la entrada de dársenas. Tema 3 – Obras marítimas portuarias

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9 La profundidad de operación tiene como límite la capacidad del carretel de la grúa. Por lo tanto es posible dragar hasta profundidades que son difíciles de alcan#ar con otras dragas de tamaBo equi(alente. 9 El pontón suele tener muy poco calado por lo tanto se puede operar en aguas de muy poca profundidad. 9 Es muy útil para dragar trincheras angostas 9 iene un ni(el de producción bajo. El tiempo efecti(o de e&ca(ación es una pequeBa parte del ciclo de dragado 9 iene dificultades en dejar un fondo ni(elado y preciso. Para asegurar que no queden puntos altos es necesario particularmente en suelos cohesi(os sobredragar una cantidad importante. 9 La combinación de baja producción y la necesidad de sobredragado importante resulta en costos unitarios ele(ados especialmente si se requiere remo(er capas de material delgadas de grandes áreas. 9 La penetración en suelos duros se logra solamente por el peso de la cuchara a menos que se haga un pre0tratamiento. 9 El rango de materiales que puede ser dragado económicamente es muy limitado 3.:.... Dra-a de "ala.

!u funcionamiento es análogo al de una simple pala de e&ca(ación terrestre< (a montada sobre un artefacto flotante y los productos e&traídos se (ierten sobre gánguiles. Es muy útil para trabajar a lo largo de malecones o para e&traer la roca quebrantada por un romperrocas. Este equipo ha e(olucionado a partir de la retroe&ca(adora terrestre. La draga está montada sobre un pedestal en un pontón con pilones descargando en gánguil en el lateral. El pontón presenta una forma redondeada por proa a los efectos de facilitar la operación del bra#o de la draga. Por sus características es un equipo de dragado que puede implementarse con relati(a facilidad para dar soluciones rápidas a problemas de poca en(ergadura


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Esque,a de dra-a de "ala

Eficacia según el tipo de suelo a dragar 9 Ro*as: puede dragar rocas sedimentarias blandas a medianas 9 Catos rodados: )uy adecuada sobre todo si los cantos rodados están enterrados en otros materiales y son grandes. El límite está dado por el tamaBo del balde 9 5ra/as: se pueden dragar con relati(a facilidad 9 Areas: no presentan problemas al dragar arenas. En materiales densos a muy densos baja el rendimiento 9 +i,os: : pueden dragar pero habitualmente no son usadas por el bajo rendimiento comparado con otras dragas. Limos y arenas finas tienden a ser la(adas del balde durante el ciclo de dragado 9 Ar*illas: pueden dragar con relati(a facilidad dependiendo de la dure#a. 8uando son muy pegajosas se pegan al balde y cuesta (aciarlo 9 Suelos or-;i*os: se draga M7todo de o"era*i&

La draga tipo retroe&ca(adora se utili#a habitualmente para cargar una barca#a amarrada al costado del pontón. En ciertas oportunidades como en el caso del dragado de trincheras el material se deposita al costado de la #anja. 8omo no se puede colocar demasiado lejos hay que tener cuidado que el material dragado no reingrese a la #anja. El mo(imiento de a(ance del pontón se reali#a habitualmente con ayuda del bra#o de la retro. 4a*tores l,ite? M. "ro0udidad de a-ua  ,

Ma=. Pro0udidad a-ua Ma=. Corriete de tra/7s Altura de ola ,a=. Ma=. A*>o de *orte Mi. A*>o de *orte Ma=. sell Ma=. Co,"resi& $ro*a ita*ta'

: 8 33 ,  udos 1@ , @ , A*>o del (alde 1, 1 M"a

Equi"a,ieto au=iliar Baldes: El tipo de cuchara debe ser cuidadosamente seleccionada dependiendo de las características del material a dragar. Para limos blandos barros y arcillas se puede utili#ar una cuchara li(iana de la má&ima capacidad que soporte la grúa. Para arcillas firmes o rocas muy d"biles se utili#a una cuchara con dientes muy pesada. Para cantos rodados sueltos o roca partida una cuchara piel de naranja es apropiada.


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C>isel de "er*usi&? para romper rocas Bar*a)as: Las barca#as que se utili#an para el transporte del material pueden ser del tipo de casco abierto denominadas tipo >!plit


9 La habilidad de dragar un amplio rango de materiales 9 La posibilidad de trabajar en espacios confinados 9 El control preciso de posición y profundidad 9 La ausencia de anclas y cables con lo que se e(ita obstruir la na(egación 9 )ínima perturbación y dilución del material 9 +n ciclo de dragado mas rápido que el ciclo de la draga de cuchara 9 La operación requiere una sola persona en la cabina teniendo una tripulación total de 4 o 1 para colaborar en el mo(imiento del pontón y su mantenimiento 9 $l ser un equipo de origen terrestre muchos componentes son de producción en serie con menores costos de capital. 9 ;ajo ni(el de producción 9 La finali#ación del ni(el de dragado depende de la habilidad del operador. $unque los sistemas de automati#ación mejoran sensiblemente este aspecto 9 La complejidad de la máquina requiere mucho mantenimiento y reparaciones que incrementa los tiempos muertos 6doMntime7. 9 Por ser un equipo de origen terrestre cuyos elementos son de producción en serie puede suponer un sobrecosto el obtener elementos para equipos de grandes dimensiones.

3.:...3. Dra-a de rosario.

8onsiste fundamentalmente en un cajón flotante de forma rectangular con una ranura en un e&tremo por la que pasa una cadena de cangilones que se soporta por una gran (iga 6llamada


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escala7 sujeta en una de sus e&tremos en un castillo central y colgada por el otro de un soporte en la proa. La cadena está formada de una serie de cangilones unidos por eslabones que se mue(en por un tambor o prisma que es accionado por correas unidas a la máquina principal. El producto e&traído se (ierte en un po#o central y se arroja sobre los gánguiles que son embarcaciones dispuestas para recibir el producto y que generalmente tienen puertas en el fondo para en caso necesario poder abrirla y arrojarlo al fondo del mar Este tipo de draga se utili#a desde hace mucho tiempo y es un equipo muy robusto que bien mantenido puede dar muchas satisfacciones. El diseBo básico de las dragas de cangilones ha permanecido inalterado por muchos aBos.

Esque,a de dra-a de rosario


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Dra-a de rosario

ipo de material 5oca sedimentaria blanda 5oca partida 8antos rodados grandes 8antos rodados medianos Gra(as Gra(as arenosas $renas Limos $renas cementadas $renas arcillosas firmes $rcillas limosas blandas $rcillas limosas firmes $rcillas cohesi(as o pegajosa !uelos orgánicos -ebris 6residuos sólidos7

Eficacia

5egular ;uena 5egular ;uena ;uena ;uena ;uena ;uena 5egular ;uena ;uena ;uena 5egular 5egular ;uena )ala

según el tipo de suelo a dragar

Limitaciones 3o son autopropulsadas. Los mo(imientos necesarios para dragar se hacen con cabrestantes sujetos a anclas.  $lcan#an profundidades de dragado entre 4= y 1= m.  Pueden trabajar con 's J / m.  !on (ersátiles en cuanto a la naturale#a del material a dragar. La posibilidad de utili#ar distintos tipos de cangilones les permite dragar desde fangos hasta rocas blandas o rocas duras pre(iamente fragmentadas.  Los rendimientos son muy (ariables en función del material a e&traer: (arían entre 4.C== m1día para roca blanda y /=.=== m1día para terreno suelto. 

Equi"a,ieto au=iliar?

!e pueden utili#ar diferentes cangilones para diferentes materiales. Pueden ser de diferentes tamaBos.  !e utili#a un pontón especial para soportar el cable frontal por encima del ni(el del agua.  !e utili#an distintos tipos de ancla según el tipo de suelo.  El número capacidad y tipo de las barca#as ser elige en función de los requerimientos del trabajo.  !e utili#a un remolcador para efectuar los mo(imientos de la draga de un lugar a otro. 


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8omo en todo trabajo de dragado es necesario contar con le(antamientos actuali#ados de las #onas dragadas y de las #onas a dragar por lo que es necesario contar con una embarcación para efectuar los le(antamientos batim"tricos. 


9 -ragado continuo. 9 La dilución del material no es muy significati(a. 9 $l ser un dragado continuo se puede obtener un ni(el bastante uniforme del fondo. !on aptas para enrasar banquetas. 9 El sobredragado t"cnico no es e&cesi(o. 9 3o es sensible a la presencia de restos. 9 La draga sea pesada asociado a sistema elástico de amarre permite continuar con la operación en la presencia de olas moderadas. 9 La dependencia de la carga en barca#as que reduce las posibilidades de reali#ar rellenos. 9 ;aja eficiencia en los casos que se requiere dragar espesores pequeBos. 9 3i(eles de ruido ele(ados. 9 En materiales cohesi(os pegajosos los cangilones pueden tener problemas al (aciarse. 9 La draga no es apta para trabajar en aguas con muy poca profundidad. 9 ienen altos costos de capital y costos operati(os. 9 Nnterrumpen el dragado la presencia de cables o cadenas

3.:...:. Dra-a esta*ioaria i,"ulsora.

!e trata de un pontón flotante con una bomba centrífuga que dispone de un tubo rígido ajustable dirigido hacia delante y que puesto en contacto con el fondo lo succiona y en(ía directamente a tierra. 3.:...@. Dra-a auto"ortadora esta*ioaria.

Es un tipo de draga que solamente se diferencia de la anterior en que tiene una cántara donde (acía el producto y que una (e# ha llenado su cántara le(anta anclas y se (a na(egando hasta el punto donde abriendo compuertas la (acía por fondo. 8omo es natural este tipo de draga tambi"n puede usarse como la anterior. 8onsiste en un barco que tiene un tubo de succión que desciende hasta el fondo y que mediante la succión producida por las bombas centrífugas ele(a la me#cla de agua y material hasta la superficie. La operación se reali#a con el barco fondeado. El resultado del dragado en el fondo es normalmente un po#o con la forma de cono in(ertido por lo que no se utili#a para la construcción o mantenimiento de canales. $lgunas dragas estacionarias tienen cántara y pueden transportar el material agrandes distancias.


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Esque,a de dra-a auto"ortadora esta*ioaria

Estas dragas son muy efecti(as para dragar materiales no consolidados como arenas y gra(as permeables Este tipo de draga no requiere equipamiento au&iliar sal(o cuando carga en barca#as. 8aracterísticas O Profundidades de dragado hasta 1= m. O ienen un calado en torno a 1 m y son capaces de dragar terrenos emergidos abriendo canal. O !on muy adecuadas para dragar en dársena y rellenar recintos. O Las tuberías de impulsión pueden ir sumergidas esto es apoyadas en el fondo por lo que no interfieren con la na(egación. O !on muy (ersátiles en cuanto al tipo de materiales a dragar: materiales sueltos arcillas y rocas blandas. O El gran número y (ariedad de dragas de succión que e&isten en el mercado hace que sus rendimientos oscilen entre C== y /==.=== m1día.

3.:.... Dra-a de su**i& de arrastre.

Es un tipo de draga análogo a las anteriores pero que lle(a un tubo rígido hacia atrás y por medio de motores de propulsión (a marchando al mismo tiempo que (a dragando. Presenta la gran (entaja sobre las anteriores de hacer más rápida la operación y poder dragar a pesar de que haya olas de dos metros de altura unido a que ejecuta un tajo uniforme sobre el canal en (e# de hacer e&ca(aciones aisladas como en los otros casos.


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La draga de succión por arrastre es en la actualidad uno de los tipos de dragas mas importantes por su (ersatilidad. !e trata de un barco muy especiali#ado que remue(e el material del fondo a tra("s de los tubos de aspiración mediante la succión pro(ocada por las bombas centrífugas lo almacena en el mismo barco en cántaras lo lle(a hasta el lugar de (aciado y lo descarga. odas estas operaciones las reali#a la draga de succión mientras se despla#a con el mo(imiento de un barco normal. Eficacia según el tipo de suelo a dragar O 5%8$!: Estas dragas son capaces de dragar rocas blandas o muy blandas pero se utili#an generalmente solo en casos en que representen una pequeBa proporción del total de suelo a dragar. O 8$3%! 5%-$-%!: 3o es adecuada para este material. O G5$*$!: Estas dragas tienen algunas dificultades para dragar gra(as sobre todo cuando tiene una granulometría bien graduada y se presenta en forma densa debido a la dificultad de erosionar ese material. O $5E3$! F LN)%! 3% 8%'E!N*%!: La !'- son ideales para este tipo de materiales no cohesi(os pero el rendimiento disminuye cuando se presentan capas de arena cementada o estratos de arcilla. La producción se incrementa mucho si se agregan chorros de agua a alta presión en el cabe#al. O $5E3$! N3$! )+F 8%)P$8$!: El cabe#al de dragado tiene dificultades para penetrar este suelo y tiende a arrastrarse en la superficie siendo la producción baja. O $58NLL$! F !+EL%! 8%'E!N*%!: La !'- es adecuada para dragar suelos cohesi(os blandos y muy blandos y comien#a a tener dificultades a medida que la tensión de corte del suelo aumenta. O ;$!+5$0-E;5N!0)$E5N$LE! -E -E)%LN8N3: 3o es adecuada para este material.


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!us principales características son? 9 8alado mínimo en torno a C m pudiendo alcan#ar en determinados casos los /4 m. 9 Profundidad de dragado hasta /== m en las grandes dragas. 9 -ragan na(egando a una (elocidad pró&ima a 4 nudos 6/ ms7 y durante el transporte alcan#an (elocidades de /4 nudos 6H ms7. 9 El tiempo de llenado de la cántara es apro&imadamente de una hora aumentando cuando la forma de la #ona a dragar obliga a reali#ar frecuentes cambios de sentido yo dirección. 9 La capacidad de la cántara (aría entre /.C== m1 para las dragas pequeBas y 1D.=== m1 para las grandes. 8on las dragas de gran porte se alcan#an rendimientos de /==.=== m1 día en el caso de arenas. •

El (ertido se puede hacer: 9 $briendo el fondo de la cántara. 9 Nmpulsando el material a tra("s de una tubería instalada en una boya a la que se conecta la draga. 9 Proyectando el material a tra("s de un caBón.

Equi"a,ieto au=iliar • • • •

La draga de succión por arrastre requiere poco equipamiento au&iliar. 8abe#ales de dragado para diferentes tipos de materiales. Lancha de rele(amiento. uberías para descarga de material.


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•

•

•

'ay equipos modernos que lle(an incorporado un sistema que inyecta agua a alta presión desde el cabe#al de dragado permitiendo disgregar y succionar rocas blandas Los equipos modernos (an equipados con sistemas que optimi#an los rendimientos. -isponen de a(an#ados sistemas de posicionamiento y na(egación.

3.:...F. Cutter $*ortador'.

Es una draga de succión fija que en el e&tremo de su tubo lle(a un dispositi(o con cuchillas que giran en torno a un círculo y que (an destro#ando el terreno y dejándolo suelto. Este tipo es muy útil para aquellos terrenos en los que por ser muy compactos como las arcillas arenas o gra(as la corriente de aspiración de la bomba no es suficiente para succionarlos. 8omo es natural en realidad el >cutter? no es un tipo esencial de draga sino un dispositi(o que se monta en el e&tremo de un tubo de succión de una draga. 'oy en día se ha generali#ado y en aquellos puntos donde e&isten (aciaderos cercanos para poder en(iar directamente el producto a tierra suelen ser muy económicos dando los má&imos rendimientos. La forma de trabajar de estos barcos suele ser hincando una pata que lle(an en popa y abanicando por medio de anclas laterales de proa.

3.:..3. Material de tras"orte. 5;-uiles  tu(eras

Para el transporte del material desde el punto del dragado hasta el de (ertido sino lo hace ya la propia draga e&isten dos m"todos: los gánguiles y las tuberías. +n gánguil es simplemente una barca#a de transporte en la que se deposita el producto del dragado. Pueden ser cerrados por el fondo en cuyo caso en el lugar de (ertido hay que e&traer los productos del gánguil o bien disponen de puertas en el fondo que giran alrededor de unas charnelas y están colgadas de cadenas lo cual permite arrojar el producto al fondo.


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Los gánguiles pueden ser autopropulsados o remolcados los primeros suelen usarse para grandes distancias de (ertido son de gran capacidad y de gran potencia de máquinas pudiendo na(egar hasta con olas de dos metros. Los remolcados se usan preferentemente en dársena o ríos donde las maniobras son difíciles ya que los remolcadores permiten más facilidad de maniobra que los gánguiles autopropulsados. En el caso de que e&istan (aciaderos cercanos y la draga sea de succión se emplean para el transporte tuberías flotantes y terrestres por las que se conduce la me#cla de agua y terreno desde la draga hasta el (aciadero. $ (eces pueden usarse tambi"n cintas transportadoras que (an desde la draga hasta tierras< este sistema se emplea cuando se draga en un puerto estrecho y se puede alcan#ar fácilmente las márgenes desde la draga. 3.:..:. Material /ertido

!i los productos no son (aciados por el fondo de los gánguiles o impulsados directamente a tierra mediante tuberías hay que proceder a (aciar los gánguiles mediante los ele(adores. Estos son de dos tipos: de succión y mecánicos Los primeros son los generalmente usados y consisten en bombas de succión que e&traen el producto de los gánguiles pre(ia adición de agua para poder succionar fácilmente y los arrojan al (aciadero. Los segundos se emplean cuando el producto no puede succionarse o cuando se desea emplear el producto desecho. !e usan artefactos similares a las dragas mecánicas. 3.:..@. Material *o,"le,etario

E&iste una serie de artefactos que se emplean en el dragado y que son completamente de los específicos del dragado. Entre ellos pueden citarse como más importantes los romperrocas y perforadores y el material au&iliar flotante. Los romperrocas consisten en artefactos que lle(an un pesado pun#ón que por medio de un mecanismo se puede le(antar y soltar golpeando la roca el peso llega a las 4= toneladas y la altura de caída es de dos o tres metros. %tros tipos más modernos son los basados en los martillos neumáticos que transmiten un número de golpes muy ele(ado sobre el fondo. En ciertos casos la t"cnica empleada es el de las (oladuras y para ello se hace perforaciones mediante aparatos montados en barca#as< como el oleaje impediría muchas (eces el trabajo se emplean plataformas que se ele(an sobre el agua sobre patas que se apoyan en el fondo otras (eces si el trabajo no es importante se usan martillos portátiles manejados por bu#os. !e suele usar el romperrocas de pilón de dure#a media y estratificada los martillos neumáticos en terrenos duros y quebradi#os y las (oladuras en terrenos duros y compactos. En cuanto a material au&iliar flotante pueden citarse los remolcadores boyas grúas flotantes sondadores etc. odo este material tiene tambi"n otros usos.


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3.:.3 Ele**i& del ,aterial a"ro"iado.

$unque no pueden darse normas concretas ya que cada caso hay que estudiarlo a la (ista de todas las circunstancias que en "l concurren a continuación se e&ponen la idea de la bondad de los distintos terrenos para cada tipo de artefacto:

-

-ragas de cuchara ;uen terreno !ueltos o algo cohesi(os 5egulares 8ompactos o fluidos )alos -uros o rocosos

-

-ragas de pala ;uenos !ueltos y compactos 5egulares luidos 3o apropiada para rocas

-

-ragas de rosario )uy buenos terrenos ;uenos 5egulares )alo )uy malo

-

-ragas de succión estacionarias ;uen terreno 5egulares )alos )uy malos

-

angos y arcillas sueltas $rcillas plásticas $renas sueltas y arcillas compactas $renas compactas y margas 5ocas

$renas sueltas gruesas $rena fina poco decantadas errenos compactos $rcillas terrenos muy compactos

-ragas de succión en arrastre )uy buenos

$renas sueltas gruesas o finas fangos arenosos

)alos

errenos compactos

3o apropiados $rcillas y fangos

-

8uter oda clase de terrenos incluso los compactos o rocas blandas.

3.:.:. Or-ai)a*i& redi,ieto  *otrol Tema 3 – Obras marítimas portuarias

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-e acuerdo con la características del material a e&traer de la condición de su empla#amiento posibilidad de (aciaderos etc. !e elegirá el sistema y material más apropiado es decir se origina una especie de ecuación entre terrenos empla#amiento característica del material. La organi#ación de los dragados (ariará según el tipo de draga usada. En el caso de draga autoportadora suele ser independiente y el barco trabaja como un simple mercante como unidad independiente. El caso más complejo que puede presentarse es el de un dragado con draga de rosario y (ertiendo el producto sobre gánguiles y ele(ando a tierra el producto< hay que tener en cuenta que los diferentes elementos sean de dimensiones y características análogas es decir que tengan igual potencia la draga y el ele(ador y que haya suficientes gánguiles de manera que ninguno de ellos pueda dar más trabajo que el otro pueda ejecutar. El rendimiento de los artefactos (aría mucho en función de los terrenos y las condiciones. 'ay que distinguir entre el rendimiento teórico má&imo de un artefacto y el real que es final despu"s de tener en cuenta paradas por diferentes causas. Los dragados hay que di(idirlos en dos clases diferentes: 9 -ragados en nue(a #ona o puntos donde se pueden medir en perfil por no e&istir aterramientos 9 -ragados en puntos donde e&isten aterramientos. 3.:.@ Costos  "re*ios

Generalmente los puertos que necesitan un dragado continuo tienen sus propios elementos puesto que es mucho más con(eniente esta solución para no depender de una subasta o concurso y poder tener elementos disponibles de dragado en un momento dado. En EspaBa se ha constituido la $grupación de )aquinaria que tiene a su cargo el control de todos los dragados del Estado para una mejor utili#ación del material propio y unificar precios y m"todos de obra.

[email protected] OBRAS DE ATRAGUE < AMARRE Las obras de atraque y amarre se construyen en general en #onas abrigadas y se definen como aquellas que cumplen una o más de las siguientes funciones: a7 Establecer una #ona contacto entre agua y tierra b7 8rear una superficie de paso de la mercancía o pasaje entre tierra y mar c7 8rear una #ona terminal de los sistemas de transporte tanto terrestre como marítimo y una #ona de almacenamiento de mercancías El objeti(o de una obra de atraque y amarre es proporcionar a los buques unas condiciones adecuadas y seguras para su permanencia en puerto yo para que puedan desarrollarse las operaciones portuarias necesarias para las acti(idades de carga estiba desestiba descarga y transbordo de pasajeros (ehículos y mercancías que permitan su transferencia entre buques o entre estos y tierra a otros medios de transporte.


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[email protected] Muelles !egún el -iccionario de la $cademia se define un muelle como aquella obra de fábrica construida en la orilla del mar o de un río na(egable y que sir(e para facilitar el embarque y desembarque de cosas y personas e incluso a (eces para abrigo de las embarcaciones. !egún la 5%) los muelles se definen como estructuras de atraque y amarre fijas que conforman una línea de atraque continua que en general e&cede en longitud al buque amarrado y que están conectadas con tierra total o parcialmente mediante rellenos a lo largo de la parte posterior de las mismas dando lugar a la creación de e&planadas traseras adosadas.

$l ser la unión entre las operaciones marítimas y terrestres de un puerto el muelle consta de una estructura que contiene dos planos: uno (ertical en el que se adosan los buques y otro hori#ontal a tra("s del cual se reali#a la manipulación de la mercancía o pasaje. !e clasifican de acuerdo con la función que reali#an: -

8%)E58N$LE!: mercancía general Graneles líquidos Graneles sólidos 8ontenedores 5oll onroll off Pasaje -EP%5N*%! PE!A+E5%! )NLN$5E! -E 5EP$5$8N3

En un muelle se distinguen las siguientes #onas que no son independientes entre ellas: -

Qona de operaciones. Generalmente se refiere a la parte terrestre pero lle(a asociada la #ona marítima en la que se reali#a la maniobra de atraque. Qona depósito: son áreas hori#ontales donde se acopia la mercancía al aire libre o donde reali#an las maniobras los (ehículos que reali#arán el transporte terrestre. Qona de superestructuras: Es la #ona donde se ubican las edificaciones Qona de grúas: donde se sitúa la maquinaria que reali#a el transbordo de la mercancía


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-

*iales tanto para los (ehículos de carretera como del ferrocarril !er(icios y conducciones: Es una #ona enterrada bajo las #onas de depósito y (iales

La construcción es una fase compleja debido a la obligación de trabajar bajo el ni(el del mar debiendo reali#ar con precisión una buena cimentación para luego le(antar el muelle por lo que pre(io a la ejecución de la cimentación es necesario conocer las características del terreno sobre el que se (a a empotrar el muelle. En el apartado 1.H se estudia su ejecución.

3.@..8 Duques de al(a Los -uques de $lba son estructuras e&entas y separadas de la costa que se utili#an como puntos de atraque de amarre de ayuda a las maniobras de atraque así como de (arias de estas tres funciones simultáneamente. !e pueden disponer aislados o formado parte de pantalanes discontinuos de solución mi&ta bien delante o complementando a plataformas au&iliares no atracables bien formando una única línea de atraque y amarre

[email protected] Patalaes Los pantalanes se definen como estructuras de atraque y amarre fijas o flotantes que pueden conformar líneas de atraque tanto continuas como discontinuas atracables a uno o a ambos lados. El principal elemento diferencial respecto de los muelles es que no disponen de rellenos adosados y por tanto no dan lugar a la creación de e&planadas. Pueden estar conectados o no a tierra la cone&ión suele reali#arse bien por prolongación de la misma estructura o mediante pasarelas o puentes En general los pantalanes que conforman líneas de atraque discontinuas suelen responder a soluciones mi&tas al estar constituidos o complementarse con (arios duques de alba de atraque yo de amarre plataformas au&iliares generalmente no atracables y boyas de amarre.


38

3.@.:.8 Boas Las boyas son estructuras de amarre flotantes cuya posibilidad de mo(imientos se encuentra limitada por una cadena amarrada a un ancla a un muerto o a ambas cosas los cuales suponen un punto fijo en el fondo. +na boya de amarre se denomina monoboya cuando adicionalmente permite la carga y descarga de graneles al estar conectada a tierra t ierra a tra("s de una conducción submarina. En este caso la boya suele estar amarrada mediante (arias cadenas con objeto de limitar al má&imo sus mo(imientos hori#ontales. !e denominan campos campos de boyas las disposiciones que posibilitan el amarre de un buque simultáneamente a (arias boyas con el objeto o bjeto de limitar los mo(imientos del buque amarrado.

3.@[email protected] Ele**i& del siste,a de atraque  a,arre La elección del modo de atraque depende de la mercancía transportada. La configuración física más con(eniente depende principalmente del (olumen y de los tipos de tráficos 6mercancías o pasajeros7 que deberán manipularse en el mismo así como de los requerimientos operati(os e&igidos: -

amaBo composición y frecuencia de llegada de la flota de buques 3ecesidades de superficies y de equipos e instalaciones de carga y descarga en línea de atraque.


39

-

3ecesidad de áreas de almacenamiento más o menos pró&imas a la línea de atraque y de equipos e instalaciones de transporte entre "sta y las e&planadas 3ecesidades de cone&ión con el transporte terrestre

La elección entre las diferentes configuraciones físicas posibles que cumplen los requerimientos operati(os y las capacidades de línea de atraque y e&planada necesarios se reali#ará por criterios de optimi#ación económica tomando en consideración tanto los costes de construcción y conser(ación como la posible reno(ación o desmantelamiento incluyendo además los sobrecostes inducidos por las paradas operati(as y los riesgos ambientales y sociales de las operaciones. 8omo criterio general se elegirá la tipología que d" lugar a un menor coste global generali#ado por unidad de mercancía manipulada 6o en su caso pasajero embarcado y desembarcado7. El muelle suele ser la configuración del atraque que se adapta a todos los tipos de tráfico dado su gran fle&ibilidad operati(a pero dado que normalmente tiene un mayor coste de construcción que las otras configuraciones no siempre es la más adecuada desde el punto de (ista económico para atraques específicos.

ipo de mercancía +so comercial Graneles Líquidos

Graneles sólidos

)ercancía general

)anipulación Productos petrolíferos

Gases licuados Graneles minerales 8ereales y otros 8on(encional 8ontenedores 5o05o

Pasajeros

Pesquero -eporti(o Nndustrial )ilitar


$traque

;ombeo por tubería

)onoboya campo boyas Pantalán discontinuo ;ra#o de cargaR Pantalán tubería discontinuo !istema discontinuo )uelle !istema continuo

Pantalanes

!istema discontinuo

)uelle

!istema discontinuo )edios rodantes R Ele(ación erries )edios rodantes R Ele(ación )ultiproposito )edios rodantes R Ele(ación erries )edios rodantes R Ele(ación 8ruceros Pesca !istemas discontinuos

)uelle Pantalán continuo )uelle )uelle Pantalán muelle pantalán Pantalán continuo )uelle Pantalán continuo )uelle Pantalán continuo

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3.@..8 Partes  ele,etos de ua o(ra de atraque  a,arre. •

Cimentación: Es la parte de la obra encargada de transmitir al terreno las cargas de la

estructura •

Estructura: Es el elemento o conjunto de elementos cuya misión fundamental es

conser(ar la forma de la misma haciendo frente a las acciones actuantes marítimas y terrestres y transmiti"ndolas a la cimentación. •

Superestructura: Es el elemento destinado a permitir la transmisión y el reparto de las

acciones de uso y e&plotación sobre la estructura resistente. -e esta forma solidari#a por la parte superior superior al conjunto conjunto de tramos tramos estructurales y ofrece una línea de atraque continua. Por otra parte permite tambi"n corregir los defectos constructi(os de alineación y desni(el entre tramos estructurales •

Relleno: Es el material de pr"stamo que se coloca en el trasdós de la estructura para

crear una e&planada adyacente •

Elementos de uso y explotación: son aquellos elementos au&iliares cuya función es

posibilitar el uso y e&plotación de la obra de atraque y amarre de acuerdo con los requerimientos operati(os e&igidos: Los más importantes son los siguientes: o

o

o

o

o

2i-as *arriles? son aquellos elementos estructurales sobre las que discurren los equipos de manipulación de mo(ilidad restringida cuando no forman parte directa de la estructura o superestructura de la obra de atraque De0esas? son elementos fle&ibles situados generalmente en la superestructura que absorben por deformación parte o la casi totalidad de la energía cin"tica que se desarrolla durante el atraque o la permanencia del buque limitando los esfuer#os transmitidos tanto a la obra como al casco del buque. $ su (e# el sistema de defensas en combinación al sistema de amarre sometido a tensión puede utili#arse para minimi#ar los mo(imientos del buque atracado. Putos de a,arre? son elementos situados sobre la superestructura 6bolados y ganchos7 que permiten configurar el sistema de amarre del buque al atraque cuya función principal es limitar los mo(imientos del buque durante su permanencia en el atraque transmitiendo los esfuer#os que se producen a la estructura resistente Ra,"a Ro8Ro: es un plano inclinado fijo o mó(il cuya función principal es permitir la cargadescarga de los buques por medios rodantes limitando la pendiente entre el buque y el muelle a un (alor admisible. 5alerasH*aaletas: !on aligeramientos cerradosabiertos que se disponen en la superestructura para acoger las redes t"cnicas: abastecimiento de agua electricidad alumbrado sistema contra incendios telecomunicaciones,. telecomunicaciones,. Pa/i,eto? 8apa superior del firme o estructura resístete dispuesta sobre la e&planada para soportar el paso de (ehículos.

3..8 MUE++ES


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Los muelles pertenecerán a uno de los siguientes tipos estructurales según su forma de resistir los esfuer#os a que (a a ser sometido y que por lo tanto implicará su metodología de cálculo. 3..1.8 4i9as *erradas

Las obras fijas cerradas masi(as o cerradas son aquellas en las que la parte estructural conforma un paramento continuo (ertical o cuasi(ertical de la línea de atraque desde la superestructura a la cimentación. $unque en general no permiten el flujo importante de agua a tra("s de ellas algunas (eces este paramento puede disponer de huecos con objeto de reducir la posibilidad de refle&iones debidas a la acción del oleaje.

-

Obras de Gravedad

En las obras de gra(edad la estructura resiste las acciones debidas a las cargas de uso y e&plotación y en su caso al relleno del trasdós mediante su propio peso transmiti"ndolas al cimiento normalmente a tra("s de una banqueta de cimentación de escollera todo uno u otro material granular. Este tipo de estructuras requiere suelos de cimentación competentes de ele(ada capacidad portante locali#ados en ni(eles accesibles. Estos suelos pueden ser bien tanto naturales como mejorados o procedentes de una sustitución.

)+ELLE! -E ;L%A+E! La estructura resistente está formada por bloques de materiales p"treos o prefabricados de hormigón. Los bloques pueden ser maci#os o huecos rellenándose posteriormente con un material de pr"stamo granular o con hormigón. En general son paralelepip"dicos. -ebido a que estos materiales se e&traen en una cantera o se fabrican en talleres es necesario transportarlos al punto de colocación los pesos de los bloques prefabricados suelen oscilar entre /C= y 4=== S3. La capacidad resistente radica en la mo(ili#ación del ro#amiento entre bloques los cuales pueden o no estar solidari#ados entre sí. La geometría de la sección en general puede asimilarse a formas rectangulares o trape#oidales en las que la anchura de la base es del orden del C= al D=  de la altura.


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!E88N%3 NP% )+ELLE -E ;L%A+E!

E!A+E)$ 8%3!5+8N*% -E +3 )+ELLE -E ;L%A+E!

)+ELLE! -E '%5)NG3 !+)E5GN-% La construcción de este tipo de muelles se lle(a a cabo bajo el agua casi en su totalidad con procedimientos de hormigón sumergido es decir bombeando un hormigón rico en cemento con el e&tremo del tubo embutido en la masa de la #ona a hormigonar para que al e&pandirse se e(ite al má&imo el la(ado del cemento y el árido fino.


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Nnicialmente este sistema se aplicó a muelles de pequeBa altura asentados sobre terreno resistente pero en la actualidad se utili#a tambi"n en terrenos de baja capacidad portante sobre banquetas de escollera. Este tipo de muelles está indicado donde no e&ista espacio para la prefabricación de bloques o medios para su colocación. 8omo en el caso de las obras de bloques de hormigón esta tipología estructural suele ser adecuada para alturas desde coronación a cimientos inferiores a /C metros o en obras de pequeBa longitud por requerir menor in(ersión inicial. La relación anchura de la base altura total suele oscilar entre =C= y =D=. !u uso se reali#a en: -

errenos de cimentación de alta capacidad portante y poco deformable Qonas abrigadas en las que se pueda trabajar con altura de ola significante 'sT/m. $mbientes no agresi(os químicamente )uelles con calados inferiores a /=/4 metros. Puertos que no disponen de e&planadas para el parque de bloques Puertos sin equipos para el transporte y colocación de bloques.


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)+ELLE! -E 8$U%3E! La estructura resistente está formada por cajones prefabricados que habitualmente son de hormigón armado 6pudiendo ser alternati(amente de hormigón pretensado metálicos o mi&tos7 aligerados por celdas construidos en seco o en diques flotantes y posteriormente remolcados fondeados y rellenados con agua material granular o con hormigón pobre.


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!e distinguen las siguientes partes: -

!olera. 8onstituye el fondo del cajón y se trata de una losa maci#a de hormigón armado habitualmente de forma rectangular con espesor uniforme entre =2 m y /4 m. uste. Es el prisma recto con aligeramientos en toda su altura Qapata. Es la parte de la solera que sobresale del fuste. !u espesor puede no ser igual al de la solera.

La anchura del fuste del cajón o manga (iene fundamentalmente determinada por la capacidad resistente y la estabilidad necesaria de la obra de atraque aunque tambi"n por la estabilidad na(al del cajón o por condiciones operati(as. Por ra#ones de estabilidad son usuales (alores entre el H= y el D= de la altura y no mayores de 4C m. aunque hay cajoneros capaces de fabricar cajones de más de 14 m. de manga. La altura del fuste para el de proyecto (iene determinada por condiciones y posibilidades constructi(as y de estabilidad na(al considerando una cota de coronación que permita condiciones de trabajo aceptables tanto en el relleno de sus celdas como en la construcción de la superestructura. En EspaBa se han alcan#ado alturas de hasta 1D m. En cuanto a la longitud del cajón depende tambi"n principalmente de las condiciones y posibilidades constructi(as disponibles. Las dimensiones más usuales oscilan entre 4C y 2= m. En EspaBa se han alcan#ado esloras de hasta HH m. Los (alores usuales de espesores de hormigón suelen ser: -

Para celdas rectangulares Espesor solera: =2 V /4 m. o *uelo de las #apatas: menor que /C m. o Espesor de las #apatas: 3ormalmente igual al de la solera o !eparación entre tabiques: 1C V 2C m. o Espesor de las paredes e&teriores: =2 V =H m. o Espesor de los tabiques: =4 V =1 m. o

-

Para celdas circulares Espesor solera: =2 V /= m. o


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o o o o o o

*uelo de las #apatas: menor que /C m. Espesor de las #apatas: 3ormalmente igual al de la solera -iámetros de las celdas: 4C V 1D m. Espesor mínimo del hormigón entre celdas: =/C m. Espesor mínimo del hormigón en la pared e&terior lado mar: =2 m. Espesor mínimo del resto de paredes e&teriores: =4 m

La ejecución de un muelle de cajones consta de las siguientes fases.

-

-ragado de la #anja hasta llegar al terreno competente en el que se cimentará el muelle )ejora del terreno de cimentación colocando escollera en la #anja en sustitución del terreno no competente de forma que se disminuye la altura del dique Enrasado del terreno en el que se (a a cimentar mediante la e&tensión de capas de gra(a posteriormente ni(eladas abricación y transporte de los cajones por (ía marítima ondeo de los cajones por inundación 5elleno de las celdas y de juntas. Primeramente se reali#a el relleno por (ía marítima hasta disponer de una franja por la que se puede terminar el relleno por (ía terrestre. 5elleno del trasdós mediante pedrapl"n 6piedras de tamaBo superior a la gra(a pero inferior a la escollera7 8olocación del material p"treo que constituye el filtro 5elleno del resto del trasdós con material adecuado Ejecución de la superestructura Ejecución del pa(imento

-

Obras de pantallas

-

Este tipo de muelles son estructuras formadas por una pantalla 6espesor pequeBo frente a la altura7 que transmite las cargas debidas al terreno y las cargas de uso y e&plotación al terreno natural mediante su empotramiento o apoyo en el terreno de cimentación y la disposición de anclajes en el trasdós lo que permite el equilibro de los empujes generados por las cargas con la reacción en el empotramiento y en los anclajes. .


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El anclaje consta de un tirante unido a una pantalla trasera o la roca si está relati(amente cercana a la pantalla principal. Esta tipología está especialmente indicada en terrenos arenosos y limosos se puede utili#ar en terrenos cohesi(os blandos y está contraindicado cuando el terreno está constituido por roca dura que impida la hinca 6penetración de la pantalla en el terreno7 o en terrenos arenosos con bolos que impida alcan#ar los empotramientos necesarios. $l objeto de disminuir los empujes que tienden a desestabili#ar la pantalla se puede disponer de elementos estructurales adicionales a la propia pantalla que transmitan directamente al terreno parte de las cargas de uso y e&plotación. Estos elementos suelen ser losas colocadas bajo la superestructura en la que mediante la ejecución de pilotes transmiten directamente la carga al terreno liberando a la pantalla de los empujes que generan.

Esta tipología estructural suele ser adecuada para alturas libres alrededor de /= m aunque se pueden alcan#ar hasta 4= V 1= metros. Las pantallas pueden ser de dos tipos: -

Pantallas de hormigón

-

Pantallas metálicas de tablestacas

3ormalmente se emplean estas últimas por ser más fácilmente ejecutables desde el punto de (ista constructi(o. La tablestaca es un perfil metálico de forma trapecial con solapes para facilitar su unión. ambi"n se pueden intercalar perfiles metálicos con(encionales 6en forma de doble 7.


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!e pueden ejecutar de dos formas: -

8onstrucción de las tablestacas desde tierra 8onsta de las siguientes fases: o

o o o o o

o o

-

-ragado del terreno natural. Puede no hacerse y tambi"n sir(e para mejorar el terreno sustituy"ndolo. 5elleno de una mota con anchura suficiente para poder hincar las tablestacas 'inca de la tablestaca desde la mota 5elleno del trasdós en una anchura suficiente para poder colocar los anclajes $nclaje de la pantalla -ragado del terreno natural por delante de las tablestacas y de los rellenos sobrantes Protección del pie de las tablestacas con escollera 8onstrucción de la superestructura y pa(imento

8onstrucción de las tablestacas desde el mar o

o o

o o o o

-ragado del terreno natural. Puede no hacerse y tambi"n sir(e para mejorar el terreno sustituy"ndolo. 'inca de la tablestaca desde medios flotantes. 5elleno del trasdós en una anchura suficiente hasta el ni(el que permita la colocación de los anclajes $nclaje de la pantalla -ragado del terreno natural por delante de las tablestacas si es necesario. Protección del pie de las tablestacas con escollera 8onstrucción de la superestructura y pa(imento


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+na (ariante de construcción de muelles con tablestacas consiste en la ejecución de recintos de tablestacas que posteriormente se unan entre sí. !uelen tener forma circular con diámetros entre /= y 4= m. separados entre / y 4 m. Las tablestacas que conforman un recinto se atirantan entre sí y posteriormente se rellena su interior por lo que funcionan como un muelle de gra(edad. !u objeti(o es sustituir el anclaje. Presenta el incon(eniente de la producción de asientos del relleno por las cargas que transmite la superestructura y que puede modificar las transmisión de cargas a la tablestaca que al no estar anclada puede sufrir deformaciones. !e aconseja para alturas inferiores a /C metros

3...8 O(ras 0i9as a(iertas

-

-e pilotes

La estructura resistente está formada por una plataforma sustentada en pilotes (erticales yo inclinados y en el caso de que e&ista un relleno adosado puede complementarse con una estructura de contención de tierras y de unión con la plataforma en la coronación del talud. ambi"n pueden disponerse anclajes en la plataforma con el objeto de mejorar la capacidad resistente de la obra ante cargas hori#ontales. Los pilotes pueden ser de hormigón moldeado >in situ? o prefabricados hincados módulos de pantalla perfiles metálicos 6tubulares o de perfil en '7 de hormigón pretensado o mi&to 6tubos rellenos de hormigón7. Pueden alcan#ar profundidades ele(adas de hasta C= metros. Las dimensiones en planta y por tanto la capacidad estructural de los pilotes debe estar en consonancia con la resistencia del terreno y con la profundidad alcan#ada. En pilotes hormigonados >in situ? son usuales diámetros entre =H y 4 m. La malla de su disposición en planta suele ser rectangular. La distancia entre pilotes depende de la magnitud y canali#ación


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de las cargas de e&plotación que actúan sobre el tablero y de los pilotes. 3o suelen ser usuales separaciones entre ejes de pilotes mayores de D m. La longitud de los mismos depende del tipo de terreno. 'asta alcan#ar el ni(el de profundidad que permita por punta yo por fuste resistir las acciones (erticales transmitidas y en su caso mo(ili#ar las reacciones hori#ontales necesarias para resistir parte o la totalidad de las acciones hori#ontales.

La plataforma es normalmente de hormigón armado pudiendo estar constituida por partes prefabricadas y por partes hormigonada >in situ?. Esta tipología de muelle puede ser construida para todo calado y en prácticamente cualquier tipo de suelo sir(iendo para obras de amarre separadas de tierra o aisladas. Las dificultades que pueden ofrecer ciertos ni(eles duros que hayan de atra(esarse o el empotramiento en roca pueden resol(erse con pilotes perforados y hormigonados >in situ? aunque no con pilotes prefabricados. 3o obstante su utili#ación es obligada en aquellos terrenos en los que el sustrato resistente est" a una profundidad e&cesi(a respecto del calado de proyecto. Es de especial rele(ancia la posibilidad de asientos diferenciales entre el trasdós fle&ible y la plataforma rígida asientos que pueden dificultar la e&plotación del muelle por los necesarios recrecidos del pa(imento del trasdós. $simismo es posible la rotura de pilotes por las maniobras de atraque sobre todo con los bulbos de los buques circunstancia a tener en cuenta en la conser(ación de las obras de esta tipología. $ continuación se muestran los procesos constructi(os de los muelles de pilotes distinguiendo si se reali#an desde tierra o dese el mar.


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E!A+E)$ 8%3!5+8N*% -EL )+ELLE -E PNL%E! -E!-E NE55$


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E!A+E)$ 8%3!5+8N*% -E +3 )+ELLE -E PNL%E! -E!-E EL )$5


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-

-e pilas

La estructura resistente se diferencia de la de pilotes en que está formada por una plataforma apoyada en pilas generalmente constituidas por estructuras de gra(edad. La resistencia de las cargas (erticales y hori#ontales de uso y e&plotación y su transmisión a la cimentación se reali#a a tra("s de las pilas mediante su propio peso y la resistencia al desli#amiento en el contacto estructura0cimiento. En general la plataforma no se dimensiona para resistir las grandes acciones hori#ontales de atraque y amarre que se aplican directamente a las pilas. -ado que las pilas generalmente son obras de gra(edad esta tipología estructural requiere suelos de cimentación de ele(ada capacidad portante locali#ados a ni(eles accesibles. Estos suelos pueden ser tanto naturales como mejorados o rellenos de sustitución. !e recomienda que los apoyos de los tableros sobre las pilas sean isostáticos para absorber mejor los asientos diferenciales entre ellas. 8uando la anchura de la estructura de un muelle de pilas permite el desarrollo del talud bajo los tableros siendo estos rectos o abo(edados el muelle se denomina tipo >claraboya?. $l igual que las pantallas se pueden construir desde tierra o desde el mar.

3..3.8 Criterios de ele**i& ti"o de ,uelle -

8onsideraciones de uso y e&plotación 9 8ondicionan la configuración física 9 Pueden implicar el sobredimensionamiento de la estructura resistente o la disposición de elementos estructurales complementarios 6(igas pilotadas7 9 Por deformaciones compatibles con equipos: pilotes luego gra(edad ultimo pantallas. 9 $daptabilidad a diferentes requerimientos de uso: primero gra(edad ultimo pantallas 9 $umentos de calado: pantallas pilotes y gra(edad

-

8onsideraciones Geot"cnicas 9 undamental buen conocimiento del terreno 5%) =.C 9 Gra(edad y pilas: suelos competentes ele(ada capacidad portante en ni(eles accesibles. Por estabilidad y asientos. 3atural mejorado relleno sustitución. 9 Pantalla: todo tipo terreno sal(o roca que impida la hinca. 8ompetiti(a en terrenos poco deformables de arenas y gra(as 9 Pilotes: sustrato resistente a profundidad e&cesi(a respecto al calado. 8ompetiti(a con gra(edad a partir 4Cm de calado en terrenos competentes. $daptadas a (ariabilidad en el terreno. alud dragado anchura.


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-

8onsideraciones )orfológicas 9 -isponibilidad de superficie en planta pendientes del terreno y calados naturales pueden condicionar tipología 9 Gra(edad: si gran calado ocupan mucho espacio no aptas en pendientes 6dragado asientos diferenciales7.)ejores pantallas recintos pilotes. 9 !i fondo marino alto las pantallas se construye en seco 6no dragados y rellenos7 !i calado mayor que el requerido pilotes celosias o flotantes.

-

8onsideraciones 8limáticas 9 8onfiguración física. 9 Problemas agitación o dinámica litoral abiertas o anti reflejantes flotantes 9 'ielo peor flotantes pilotes 9 3o abrigada prefabricados. 8ajones 'sT=D TWs recintos inestables hasta relleno al oleaje.

-

8onsideraciones medioambientales 9 Playas canteras dragado rellenos transporte materiales de construcción. Gra(edad pilas mal mejor pilotes recintos flotantes 9 +so material dragado como relleno gra(edad 9 8alidad agua circulación no retención de lotantes

-

8onsideraciones constructi(as y de los materiales 9 -isponibilidad local 6canteras7 y precio escolleras áridos aceros hormigones. Gra(edad peor a prefabricados. 9 !oluciones simples y fle&ibles permiten la competiti(idad entre los constructores 9 Gran calado o alejadas0 pantallas o pilotes en seco 0 motas 9 !e(eridad clima limitación trabajo submarinos superficie limitada Vprefabricados o en seco 9 Pla#o obras0e&periencia local

-

8onsideraciones sísmicas 9 8omportamiento terreno a solicitaciones dinámicas interacción suelo0estructura respuesta estructural. 9 8on trasdós incremento empuje hidrodinámico no libera presión intersticial peor cerradas no permeables 9 Licuefacción presión efecti(a nula. $renas flojas. 9 !in trasdós flotantes y gra(edad

-

8onser(ación y mantenimiento. 9 Grandes dificultades e importante coste ambiente agresi(o. Nmportante asegurar la durabilidad durante la (ida útil 6sobreespesor protección catódica recubrimiento hormigón alta calidad7. 8onsiderar costes mantenimiento. %bras (ida útil corta acero larga hormigón plásticos. 9 Para estructuras de hormigón:


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V !elección de formas estructurales adecuadas V 8alidad del hormigón impermeable a cloruros V 5ecubrimientos armaduras V 8ontrol del (alor má&imo de la abertura de fisuras V -isposición de protecciones superficiales 9 Para estructuras de acero: V -isposición de medidas de protección mediante recubrimientos e&teriores de pintura o gal(ani#ados protecciones catódicas y protecciones con cubiertas de hormigón en las #onas de mayor corrosión. V !obredimensionamiento de la sección dotando de espesores adicionales en pre(isión de la corrosión esperada durante su (ida útil

3.F.8 ME%ORA DE TERRENOS En ocasiones los terrenos naturales y los rellenos portuarios son altamente deformables yo no tienen la capacidad portante necesaria debido a la naturale#a de los materiales que conforman los fondos marinos yo de los que sobre ellos se colocan. Para limitar los asientos futuros yo aumentar la capacidad portante del terreno e&isten di(ersos procedimientos de mejora: 9 !ustitución del terreno. 9 Precarga. 9 *ibración profunda y columnas de gra(a. 9 8ompactación dinámica 6fi gura H.1./7. 9 Nnstalación de drenes. 9 Nnclusiones rígidas. 9 Nnyecciones y otros tipos de mejora. La elección del procedimiento de mejora se debe reali#ar en función de los siguientes parámetros: 9 La naturale#a del terreno que se pretende mejorar. 9 La mejora que se pretende conseguir. 9 El pla#o temporal para la obtención de resultados. 9 El coste de las distintas opciones

3.F.1.8 Sustitu*i& del terreo La retirada de los terrenos no aptos y la sustitución de los mismos por otros con características adecuadas es un procedimiento a considerar cuando: 9 !e puedan utili#ar los terrenos e&traídos como rellenos en #onas pró&imas o e&isten (ertederos en los que pueden ser depositados. 9 !e disponga de materiales adecuados de relleno. 9 Los otros procedimientos de mejora sean complicados caros o ambas cosas. La sustitución del terreno se reali#ará teniendo en cuenta que:


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9 La retirada de los suelos no aptos se ejecutará e&trayendo la totalidad de lo pre(isto en el Proyecto. 9 En la colocación del material de sustitución se procederá de la forma pre(ista para los distintos tipos de relleno.

3.F..8 Pre*ar-a La precarga es una práctica que consiste en depositar y mantener durante un período de tiempo una carga sobre el terreno con la finalidad de acelerar su consolidación y permitir su puesta en uso en un pla#o bre(e de tiempo. La precarga se puede reali#ar en una o (arias fases. Es un procedimiento especialmente recomendado para estabili#ar los asientos en terrenos deformables. $ título orientati(o se acompaBa las siguientes tablas con el orden de magnitud de la (ariación de alguno de los parámetros que caracteri#an el terreno por efecto de la precarga. !uelos cohesi(os blandos $ntes de precarga -espu"s de precarga 1 Peso específico seco Xd6S3m 7 /4 /C )ódulo de deformación Em 6)pa7 4 /= 5esistencia al corte su 6SPa7 /= 4= !uelos arenosos flojos $ntes de precarga -espu"s de precarga -ensidad relati(a -r 67 2= I= )ódulo de elasticidad E 6)Pa7 /= 1= Yngulo de ro#amiento interno Z 4D 14

3.F.3.8 2i(ra*i& "ro0uda La (ibración profunda es una t"cnica que mejora los terrenos por la acción de una (ibración en"rgica< esta t"cnica se aplica con "&ito en terrenos granulares flojos. La (ibración transmitida al terreno pro(oca la inestabilidad de su estructura induciendo una licuefacción parcial y pro(ocando asientos en superficie. !e reali#a con (ibradores de gran tamaBo 0con peso entre 4= y 2= S3 y con diámetros entre 4= y C= cm0 y se pueden tratar terrenos arenosos hasta profundidades de /C m. El radio de acción de la (ibración depende de la potencia del equipo y del tipo de terreno. En la práctica usual se suele hacer el tratamiento con una columna de (ibrado cada 1 0 C m4 con lo que se obtiene un aumento de la densidad media del terreno muy apreciable. Para que el terreno se licue con la (ibración es preciso que su contenido en finos 0limos más arcillas0 sea prácticamente nulo. 8on contenidos de finos casi nulos 0inferiores al C0 se consiguen densificaciones por la (ibración de los >torpedos” que se introducen en el terreno. Este tratamiento se denomina *N;5%L%$8N3. Para terrenos con un contenido en finos 0entre el C y el 4=0 la acción del (ibrador produce una densificación en la pro&imidad del punto de actuación. La retirada del (ibrador deja un


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hueco que se rellena con un material granular de aportación. Este procedimiento mi&to de (ibración con la inclusión de un material granular se denomina *N;5%!+!N+8N3

3.F.:.8 Co,"a*ta*i& di;,i*a La compactación dinámica es una t"cnica que consiste en impactar repetidamente sobre el suelo con una ma#a que se deja caer. !e puede emplear en suelos granulares saturados o no y proporciona buenos resultados en rellenos artificiales de naturale#a heterog"nea que son difícilmente mejorables con otros procedimientos. La compactación dinámica clásica se lle(a a cabo con ma#as de entre / t y más de /== t y con alturas de caída hasta 2= m y la compactación dinámica rápida con un pisón (ibratorio accionado hidráulicamente. El espaciamiento usual entre puntos de impacto suele estar comprendido entre los 4 m y 1 m para las ma#as pequeBas y más de /= m para las ma#as pesadas. El tratamiento se suele reali#ar en (arias pasadas. La profundidad de la #ona densificada está relacionada con la energía del golpe por la fórmula empírica: [[[[[ -\]^_)^' donde: ) \ masa de la ma#a 6t7. ' \ altura de caída 6m7. - \ profundidad efecti(a del tratamiento 6m7. ] \ factor dependiente del tipo de terreno y de las características del tratamiento. El (alor usual es pró&imo a =C 6mt7/4. La presencia de un fondo rígido puede aumentar el (alor de ].

[email protected] Istala*i& de drees La instalación de drenes en terrenos de baja permeabilidad disminuye el recorrido de las aguas en su e(acuación y por lo tanto el tiempo de consolidación de los terrenos que es proporcional al cuadrado de la distancia que recorre el agua.

3.F.. I*lusioes r-idas $ medio camino entre los procedimientos de mejora descritos en los apartados anteriores y los elementos de cimentación están las inclusiones rígidas. Entre ellas las más usuales son: 9 columnas de gra(a. 9 columnas de suelo0cemento o suelo0cal. 9 micropilotes. 9 refuer#os del terreno con pilotes de madera. 9 pilotes de hormigón. La ejecución de inclusiones rígidas en un terreno debe haber sido proyectada pre(iamente


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3.F.F.8 Ie**ioes  otros ti"os de ,e9ora "cnica de mejora de terrenos como resultado de la introducción en los mismos de lechada de cemento y agua bentonita u otros aditi(os mediante inyecciones. !u objeti(o es conseguir: 9 5educir la permeabilidad del terreno. 9 $umentar la capacidad portante. 9 -isminuir la deformabilidad. !e distingue entre los siguientes tipos de inyección: 9 Nnyecciones de impregnación en las que la lechada o me#cla química rellena los huecos del terreno sin alterarlo. 9 Nnyecciones de compactación en las que con la inyección de un mortero de cemento de baja relación aguacemento se forma un bulbo despla#ando el terreno. 9 Nnyecciones de fracturación en las que la lechada rompe el terreno lo despla#a y rellena los huecos que ha producido. 9 Nnyecciones de alta presión en las que a tra("s de una tubería con orificios se introduce en el terreno un chorro de lechada a gran (elocidad.

3. RE++ENOS < MATERIA+ES 5RANU+ARES A UTI+IJAR 3..1.8 Relleo de trasd&s

Los rellenos de trasdós de muelles son los que están en contacto con los paramentos de las estructuras o en la pro&imidad de los mismos e influyen en el comportamiento estructural las mismas. Las características físicas del material del relleno del trasdós determinantes en la estabilidad de las estructuras son: el ángulo de ro#amiento interno el coeficiente de ro#amiento con el paramento de la estructura la permeabilidad y la densidad. 3...8Relleos de *eldas de *a9oes

Los rellenos de celdas de cajones son los que se utili#an para llenar los aligeramientos de los cajones de hormigón armado una (e# fondeados. H !us características químicas deben ser tales que el relleno no afecte al hormigón yo al acero. Las características físicas del relleno de celdas que influyen en el comportamiento estructural del cajón son: la densidad saturada y el ángulo de ro#amiento interno. El material para el relleno de celdas de cajones puede proceder de: 9 Pr"stamos o e&ca(aciones 9 8anteras. !e puede utili#ar el material sobrante despu"s de e&traer escolleras todo0uno y áridos siempre que el mismo tenga suficiente densidad y no se e&panda por la acción del agua. 9 Productos procedentes de dragados 6fi gura H.C.4 ;7. !i son granulares y están ejecutados con (ertido hidráulico se distribuyen con facilidad. !e debe e(itar el rebose del material ya que puede contaminar las banquetas o el trasdós de las estructuras.


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!e controlará el material para asegurar que se cumplen las especificaciones del Pliego y de forma particular la densidad >in situ ?. 3..3.8 Baqueta "ara *i,eta*i& de las estru*turas

Las banquetas son la base de cimentación para las estructuras marítimas de gra(edad están formadas por escolleras yo todo0uno de cantera y sus objeti(os son: 9 !oportar la carga de las estructuras y transmitirla al terreno. 9 Proporcionar una superficie de apoyo suficientemente uniforme que pueda ser enrasada. 9 !oportar la acción del oleaje y de las h"lices de los barcos. 9 Lograr que los asientos de las estructuras sean homog"neos. Las estructuras marítimas de gra(edad son muy sensibles a las características de los materiales que forman la banqueta sobre la que se apoyan ya que son un elemento estructural. 8oncretamente son altamente sensibles a: 9 La granulometría 0que condiciona la permeabilidad0 al ángulo de ro#amiento interno y al coeficiente de ro#amiento con la base de la estructura. 9 Las características físico0químicas de los materiales 0que condicionan la resistencia a la rotura y la durabilidad. +n material adecuado para construir el núcleo de la banqueta de cimentación de estructuras es un todo0uno de cantera con las siguientes características: 9 Las partículas con tamaBo menor de 4= mm quedarán limitadas al /= del peso del material. 9 El peso má&imo de las partículas no será superior a C S3. 9 Las características físico0químicas serán las prescritas en el Pliego. Los mantos de protección del núcleo de la banqueta de cimentación estarán formados por escolleras 0naturales o artificiales0 con pesos que les permitan mantener la estabilidad ante la acción del oleaje yo de la agitación que producen las h"lices de los barcos. Las escolleras y el todo0uno procedentes de la cantera deberán ser seleccionados y controlados en la misma. -e esta forma se e(ita interferir en los procesos de producción y se asegura la idoneidad de estos materiales ante cuyas características son tan sensibles estructuralmente las obras. 3..:.8 Erase de (aqueta "ara *i,eta*i& de las estru*turas

El enrase de la banqueta es la operación que se reali#a para conseguir que la geometría de su superficie cumpla las especificaciones del Pliego con el fi n de: 9 E(itar esfuer#os puntuales en las estructuras que se asientan sobre la banqueta. 9 Propiciar la e&acta ubicación de las estructuras. 9 8ompensar los asientos. H 8uando los tamaBos má&imos de las partículas que constituyen el núcleo de la banqueta son mayores que la tolerancia del enrase es necesario disponer sobre ella una capa de material que cumpla las siguientes condiciones:


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Tema 3.-Obras Maritimas Portuarias

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