Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil
Islas artificiales para el desarrollo urbanístico
Integrantes: Rodrigo Arias García Juan Ignacio Cordero Arguedas Isaac Núñez Morales Natalia Sequeira Araya Inés Vindas Cambronero
Profesores: Ing. Israel D'Oleo Ochoa Mag. Ana María Fournier Vargas
San Pedro de Montes de Oca I semestre de 2013
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Tabla de contenidos Introducción ......................................................................................................................... 1 Presentación del problema ................................................................................................ 1 Delimitación del tema ......................................................................................................... 1 Pregunta investigación ....................................................................................................... 2 Objetivos .............................................................................................................................. 2 Objetivo General .............................................................................................................. 2 Objetivos específicos ...................................................................................................... 2 Justificación ......................................................................................................................... 2 Metodología.......................................................................................................................... 3 Capítulo I: ............................................................................................................................. 5 Orígenes de una isla artificial......................................................................................... 5 Capítulo II ............................................................................................................................. 8 Proceso de construcción de una isla artificial ............................................................. 8 Uso de geotubos ............................................................................................................ 11 Capítulo III .......................................................................................................................... 12 Beneficios y problemas de las islas artificiales con fines urbanísticos ................. 12 Fuentes consultadas ......................................................................................................... 18 Anexo A .............................................................................................................................. 23
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Introducción Presentación del problema En este trabajo se describe el proceso de creación de las islas artificiales para el desarrollo urbanístico. Este período abarca desde la concepción, hasta las posibles repercusiones que la construcción pueda llegar a presentar.
Lo
anterior se puede apreciar en las islas artificiales construidas en el Emirato de Dubai, un pequeño país que ha innovado el mundo de la construcción a mar abierto. Este emirato, desde el 2001, construye las tres islas artificiales más grandes del mundo con fines comerciales, turísticos y urbanísticos; además, que aumentarán en más de 500 km la zona costera de Dubái. Para lograr un desarrollo óptimo de la investigación se iniciará mediante la explicación y definición del concepto de isla artificial.
Seguidamente, se
relatarán los antecedentes de una isla artificial. Además, se especificarán las necesidades de una población a la cuales responde la construcción de una isla artificial. Asimismo, se describirá el proceso constructivo necesario para la realización de una isla artificial.
Para poder desarrollar lo anterior, se explicarán las
condiciones adecuadas del lugar geográfico para llevar a cabo el proyecto. De igual forma, se expresará el costo económico correspondiente a la construcción de una isla artificial. Por último, se indagará acerca del impacto ambiental y social que causa la creación de una isla artificial y su posterior desarrollo urbanístico. Es decir, se mencionarán los riesgos, problemas y beneficios que acarrea una construcción de esta magnitud.
Delimitación del tema Para el desarrollo de la investigación se van a estudiar solamente las islas construidas por la mano del hombre cuyos propósitos sean urbanísticos. Las islas construidas para la instalación de una base petrolera, un aeropuerto, un faro y demás fines no serán tomadas en cuenta en la investigación.
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Pregunta investigación ¿Cuál es el proceso de creación de una isla artificial para el desarrollo urbanístico y sus repercusiones?
Objetivos Objetivo General
Describir el proceso de creación de una isla artificial para el desarrollo urbanístico desde su concepción hasta sus posibles implicaciones sociales, económicas y ambientales.
Objetivos específicos
Presentar los antecedentes a la construcción de una isla artificial.
Explicar el proceso de construcción de una isla artificial.
Exponer los beneficios, riesgos y problemas que conllevan la creación de islas artificiales.
Justificación El ser humano, en su afán del dominio de su entorno, modifica el ambiente para adaptarlo a sus necesidades y expandir sus territorios.
Por eso, en
conjunto con los avances tecnológicos y los métodos de construcción actuales, se ha logrado ampliar la posibilidad de crear nuevos territorios.
De esta
manera, nace la idea de la creación de las islas artificiales para el desarrollo urbanístico. Las islas artificiales responden a la necesidad de incrementar el capital económico de ciertas naciones, así como la intención de crear nuevos espacios para el asentamiento del ser humano y la atracción turística. Este es el caso de las islas artificiales ubicadas en Dubai, en las cuales se pueden apreciar estas intenciones.
Por esta razón, se centrará la mayor parte de la
investigación en esta nación.
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Sin lugar a dudas, los proyectos de construcción de islas artificiales son muy ambiciosos.
Estos requieren una buena planificación y una considerable
inversión monetaria para todas las fases de dicho proyecto. Estas fases están comprendidas desde su concepción y asentamiento. Asimismo, incluyen el manejo y regulación de las diferentes obras civiles construidas para minimizar sus posibles riesgos o problemas en el espacio ambiental en el cual fue creado. Por consiguiente, se ha decidido investigar las implicaciones sociales, económicas y ambientales que conlleva la creación de islas artificiales. Por esta razón, se busca presentar una idea más completa del alcance que pueden llegar a tener las islas artificiales y de las posibilidades de desarrollarse de manera sostenible con el ambiente que las rodee.
Metodología La investigación será de carácter descriptiva. Se basará en una investigación bibliográfica de los objetivos por estudiar.
La elaboración del trabajo se
realizará en cuatro etapas: I.
Recolección de información: se llevará a cabo una búsqueda en sitios web, documentales, distintos libros, revistas y consultas a expertos en el campo, que permitan recopilar la información necesaria para describir el proceso desde el inicio hasta la finalización y posterior desarrollo de una isla artificial para usos urbanísticos.
II.
Análisis de información: se analizará la información recolectada en las distintas
consultas
bibliográficas
y
las
visitas
a
expertos,
para
posteriormente realizar una selección de los datos relevantes para el desarrollo capitular. III.
Redacción de los capítulos: luego de evaluar la información recolectada se procederá a consignar cada uno de los capítulos correspondientes a los objetivos formulados.
IV.
Presentación oral de la investigación y conclusiones: se utilizará un medio visual en el que se sintetizará lo más relevante de investigación. Se
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realizará la presentación y la defensa de este frente a los estudiantes y profesores del curso.
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Capítulo I. Orígenes de una isla artificial Si bien el concepto de isla es conocido por la mayoría de personas, es conveniente brindar una definición para desarrollar con efectividad este capítulo. Entonces, una isla está definida como una porción de tierra rodeada de agua (Grupo Océano, 2002). Este concepto aplica tanto para islas naturales e islas artificiales. Una isla natural se forma mediante distintos procesos naturales tales como: fractura de las placas tectónicas, deshielo de los glaciares, depositación de sedimentos por medio de una corriente de agua, arrecifes coralinos extintos, erupción de volcanes submarinos, etc (National Geographic, 2013). (traducido) Por otro lado, las islas artificiales se crean utilizando técnicas como la expansión de una isla existente mediante el dragado de agua alrededor de ella. Asimismo, se pueden formar islas mediante el relleno de un cuerpo de agua con algún material.
En general, los materiales que se utilizan son arena,
piedra, acero y concreto (National Geographic, 2013). (traducido La creación de islas artificiales para usos urbanísticos se ha venido realizando desde tiempos antiguos. Se tiene registros que en Escocia, Irlanda y Gales se crearon estructuras denominadas "crannoges". Estas estructuras se ubicaban en lagos y su método constructivo era la inserción de pilotes de madera en el agua para poder soportar el peso de la construcción. El "crannog" más viejo del que se tiene registro tiene unos 5000 años de antiguedad (Scottish Crannog Centre, 2013). (traducido De igual forma, en Micronesia fueron construidas unas 92 islas artificiales utilizando materiales como piedra y corales muertos. Este complejo fue erigido entre el siglo trece y el diecisiete como lugar de culto y residencia temporal por un clan llamado los "Saudeleurs" (Pala, 2009). (traducido Los indígenas sudamericanos, de igual manera, levantaron sus propias islas artificiales en el Lago Titicaca.
Esta tribu, desde tiempos antiguos,
construyeron estas islas flotantes utilizando capas entrelazadas de un junco
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conocido como totora. El propósito de construcción de estas islas fue el de poseer un lugar para vivir lejos del imperio inca. Estas islas todavía se utilizan y se encuentran ancladas a postes de madera en el lago peruano (Vennard, 2005). Análogamente, el Imperio Azteca edificó su propio complejo urbanístico artificial. La tribu Mexica fundó su capital denominada Tenochtitlán en el lago Texcoco en 1325. De primera entrada, utilizaron la isla existente en el lago, no obstante, conforme fue avanzando el tiempo ellos inventaron un sistema constructivo que les permitió secar partes del lago para ganarle tierra al agua (Sheppard Software, 2013). Este sistema se llama chinampas y les permitió desarrollar su metrópolis (Museo del Templo Mayor, 1997). La ciudad México DF está asentada en el territorio donde se ubicó Tenochtitlán. De igual manera, en Asia se construyó una isla para alojar a los comerciantes portugueses y frenar el cristianismo.
Esta hazaña de la ingeniería fue
completada en 1636 y los planos y métodos constructivos utilizados son desconocidos hasta la fecha (City Nagasaki, 2002). Este territorio creado por la mano del hombre posee un área de 1 300 m² y una particular forma de abanico (Japan National Tourism Organization,2013). En el mapa europeo también surgieron islas artificiales.
Estas fueron
construidas en los Países Bajos mediante un proceso que le fue ganando lentamente terreno al mar. Ellos cimentaron un dique para lograr construir su isla artificial denominada Flevoland (Popular Mechanics, 2013). Por medio de este dique se logró secar gran parte de terreno entre 1942 y 1968. (Amsterdam Info, 2013). La idea de crear territorios, por el método que fuese, surgió en primera instancia para suplir a la población de un espacio para colocar sus hogares y comenzar nuevas ciudades. No obstante, en la actualidad se construyen islas artificiales con el fin de generar tierras nuevas para vendérselas a inversionistas extranjeros. Este es el caso de las mega construcciones que se están gestando en la zona del Oriente.
En el principado de Bahrein existe un proyecto denominado
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"Amwaj Islands". Según la empresa encargada de su construcción este nuevo territorio ofrecerá un espacio residencial, turístico y comercial de 4 km2 para la venta (Amwaj Islands, 2013). Igualmente, el emirato Qatar está realizando obras de relleno para construir su isla llamada "The Pearl Island" (The Pearl Qatar, 2013). Este proyecto está ubicado cerca de la capital del emirato llamado Doha. El objetivo del proyecto es ofrecer a los millonarios del planeta un lugar único para establecerse y poseer propiedades cerca del mar (Enviroment Agency Abu Dhabi, 2013). Por último, está el proyecto de un conjunto de islas del emirato Dubai. Esta región, perteneciente a los Emiratos Árabes Unidos, tiene como meta crear el conjunto de islas artificiales más grande del mundo.
Este conjunto sería
integrado por las islas Palm Jumeirah, Palm Deira, Palm Jebel Ali y las islas The World. A la fecha solo se ha construido y urbanizado en su totalidad la isla Palm Jumeirah. Las islas The World están construidas casi en su totalidad pero no han sido urbanizadas (Enviroment Agency Abu Dhabi, 2013).
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Capítulo II. Proceso de construcción de una isla artificial
Dragado de sedimentos En la actualidad gracias a los avances en las tecnologías de navegación y en la geotecnia, se han creado innovadores proyectos como las islas artificiales. El proceso de construcción de una isla artificial se basa principalmente en el método de dragado de sedimentos. Este proceso consiste en la extracción de materiales del suelo en un medio acuático, para su posterior elevación, transporte y colocación en otro lugar (Escalante, 2007). Este método es utilizado en las islas artificiales para poder extraer el material del fondo marino, posteriormente transportarlo y utilizarlo como material de relleno para formar los nuevos terrenos sobre el nivel del mar.
Por la
complejidad de estos proyectos, se utilizan varios tipos de dragas. Las más utilizadas son las dragas de succión por arrastre de diferentes tamaños y métodos de vaciado (Ver anexo A). Recientemente, se construyó la primera etapa del proyecto llamado The World mediante el método de dragado de sedimentos. La iniciativa consta de 300 islas ubicadas a 4 km de la costa de Dubai y abarca más de 9 millones de m 2, con un costo aproximado de $14 000 000 000. La primera etapa constó en la construcción de las islas y se prolongó durante 5 años. La segunda etapa estaba destinada a durar 2 años y su propósito fue de urbanizar las islas.. Para realizar esta obra de ingeniería se necesitó de 7 dragas, 17 embarcaciones, 9 grúas, 320 000 000 m3 de arena y 32 000 000 ton de piedra (National Geographic, 2008). The World fue cimentado utilizando únicamente arena y piedra. El jeque estableció estos materiales y prohibió el uso de metales que pudieran dañar el fondo marino. La empresa encargada de realizar esta tarea fue Van Oord, empresa holandesa con una gran experiencia en el campo.
Para realizar esta
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construcción fueron necesarias un gran número de dragas TSHD de diferentes tamaños. Las dragas TSHD son dragas hidráulicas de succión, estas se pueden dividir entre las dragas de arrastre y las dragas de succión con tolva. Estas dragas son barcos de gran tamaño acondicionados para almacenar y transportar el material dragado.
Están equipadas con pipas de succión que funcionan
aspirando arena, arcilla, lodo e incluso grava del fondo del mar y depositándolo dentro del espacio de la embarcación destinado al almacenaje (Van Oord, 2013). Una de las dragas más grandes utilizada por la empresa Van Oord es la Volvox Terranova. Esta draga cuenta con una capacidad de 20 000 m 3 de tolva y está equipada con una pipa de succión de arrastre de 1,2 metros de diámetro, en la cual va montada una bomba sumergida de succión. Gracias a su gran poder de bombeo y succión, la draga rompe la capa de rocas con facilidad, posibilitando el acceso para las dragas pequeñas a la capa de arena existente bajo las rocas. La empresa también utilizó dragas de menor tamaño, debido a que permiten usar el método de vaciado de forma más eficiente y en un menor tiempo. Para realizar la construcción de las islas artificiales se utilizaron distintas técnicas de vaciado. En un primer momento se utiliza el vaciado por volcado de tolva; luego, para las capas altas de las islas y el proceso de dar la forma deseada, se utiliza el método de proyección en chorro de arena. Es necesario, también, trabajar bajo una secuencia para la lograr la formación de las islas artificiales. Esta secuencia se explica a continuación: a) Primero se debe formar la base de la isla mediante el uso de dragas TSHD de gran tamaño, con tolvas de un mínimo de 18 000 m3, hasta alcanzar un nivel de diez metros bajo la superficie del mar. El material se deposita mediante el método de vaciado. b) Seguidamente el trabajo de vaciado se debe llevar a cabo por dragas algo más pequeñas, con capacidades de tolva de entre 8 000 y 12 000 m3. Se trata de aprovechar al máximo la cantidad de material que puede ser depositada mediante vaciado, normalmente hasta alcanzar los cinco
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metros bajo el nivel del mar. Es importante mencionar que, desde el fondo marino hasta alcanzar esta altura, el material se deposita de forma uniforme, y es a partir de los cinco metros bajo la superficie del mar que se empieza a formar cada isla por separado. c) A partir de esta altura no es posible realizar el vaciado, por lo que el resto del trabajo se realiza mediante la proyección por chorro de arena, recurriendo de nuevo a las dragas de gran tamaño. Este procedimiento se utiliza hasta alcanzar los tres metros sobre la superficie del mar. Para que este proyecto se pudiera realizar era necesario erigir un enorme rompeolas de 25 km de longitud alrededor de las islas, utilizando rocas. La necesidad de tener las islas terminadas en el menor plazo posible obligó a planificar la ejecución de dicho perímetro de forma simultánea al del resto de las islas. La previa existencia de dicha barrera de protección habría facilitado mucho la formación de las islas, debido a que protegen los trabajos de las inclemencias del mar.
Para construir este rompeolas se utilizaron grandes
cantidades de roca sacadas de las canteras de Dubai y transportadas mediante varias embarcaciones hasta el lugar requerido.
Debido a la necesidad de
colocar las rocas de forma precisa, se monitoreó la ubicación y colocación de las rocas mediante sistemas de GPS. Este sistema de monitoreo también se utilizó para la colocación de la arena y poder darle la forma requerida a cada isla. Para realizar esta labor es crucial la tarea de inspección y supervisión, por lo que las islas estaban continuamente monitorizadas para detectar los posibles movimientos de material a causa del agua y poder indicar con precisión las necesidades de vaciado de arena en cada punto. Para esta tarea se utilizan pequeños barcos de inspección, que realizan constantemente la toma de datos sobre el terreno. Dichos barcos cuentan además con pequeños equipos anfibios teledirigidos, para la inspección más precisa bajo el agua.
Dichos barcos de inspección están
continuamente conectados con un centro de proceso de datos, que organiza la información y la distribuye a las dragas en activo para su uso (Agudo, 2006).
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Uso de geotubos Para construir estos proyectos se utilizan otros métodos alrededor del mundo. En Dubai se construyeron las islas únicamente con arena y piedra por petición expresa del jeque; sin embargo, se utiliza de igual manera acero, hormigón y/o geotubos para abaratar los costos y disminuir el tiempo de construcción. Otra técnica de construcción utilizada consiste en el uso de geotubos. Los geotubos consisten en tubos largos hechos de geotextiles de alta resistencia, especialmente creados para soportar las condiciones extremas del medio ambiente (agua salada, altas temperaturas y exposición prolongada a la luz solar). Estos geotubos son estructuras flexibles que se amoldan en curvas, se pueden colocar uno encima del otro y se pueden cubrir con cualquier material. La tela o geotextil del geotubo se llena en su interior con el material dragado; esta estructura es diseñada con tamaños de apertura que retienen en su interior lo extraído y luego desaloja el agua a través de la pared permeable de tubo manteniendo un rendimiento óptimo. Al corto plazo pueden facilitar la construcción de la isla y al largo plazo garantizan la permanencia del proyecto protegiéndolo de la erosión y los elementos (EVi, 2013). Además es una método alternativo viable puesto que su instalación es simple y económica y de un mínimo impacto en el medio ambiente (I&G, 2013).
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Capítulo III. Beneficios y problemas de las islas artificiales con
fines urbanísticos
Expansión territorial En países densamente poblados donde el terreno habitable y dedicado al desarrollo urbanístico es cada vez más escaso, surge la necesidad de encontrar nuevas e innovadoras alternativas que solucionen el problema de vivienda. En países como Holanda se ha llevado a cabo una planificación urbanística muy interesante a partir de la última estrategia nacional de planificación territorial. Esta consiste en la recuperación de zonas del puerto abandonadas para la construcción masiva de viviendas. Una de sus obras más conocidas es la que se ha llevado a cabo en los antiguos muelles de Borneo, Sporenburg y Java Eiland. Una de sus metas consiste en desarrollar aproximadamente cien viviendas por hectárea. (West 8, 2013) En otros lugares altamente poblados se ha planteado la ocupación de la plataforma costera para el desarrollo de las ciudades. Este es el caso del nuevo aeropuerto de Kansai, proyectado por la oficina de Renzo Piano y situado en la bahía de Osaka, que es toda una proeza de la ingeniería y de la arquitectura (Renzo Piano, 2013). Una alternativa similar se está planteando en los Países Bajos debido a la imposibilidad de expandir el aeropuerto de Schipol, próximo a Ámsterdam. En este caso, la saturación del espacio aéreo europeo junto a la alta densidad residencial de esta zona al sur de la ciudad, ha llevado también a las autoridades holandesas a plantearse la posibilidad de construir una nueva isla artificial aeroportuaria en medio del mar del Norte (Renzo Piano, 2013).
Problemas de proyectos de vivienda a gran escala Los grandes proyectos urbanísticos contribuyen a un aumento en la contaminación del aire y del agua; debido al uso de combustibles de calefacción y cocina, aguas residuales, entre otros. presencia de tránsito y desechos sólidos
De igual manera, la
aceleraría el proceso de
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contaminación. La alteración de los sistemas naturales existentes, debido a los proyectos mal diseñados, acelera la erosión y sedimentación, afectando la calidad del agua superficial y subterránea.
Figura ##. Urbanización en Palm Jumeirah, Dubai Fuente: www.skyscrapercity.com
Riesgos ambientales en proyectos de dragado Las obras de dragado tienen múltiples implicaciones de índole ambiental, estas dependen del tipo de material a extraer y el sitio en específico donde se realiza el dragado. Por esto es de fundamental importancia definir cuál será el impacto ambiental producido y las posibles medidas de mitigación que será necesario implementar. Los efectos ambientales negativos producidos por el dragado pueden ser de carácter transitorio o de carácter permanente. La mayoría de estos efectos pertenecen al primer grupo y están relacionados a la ejecución de las obras, estos pueden ser mitigados o aminorados por medio del uso de técnicas apropiadas.
Los efectos permanentes son más graves y suelen estar
asociados a las sustancias toxicas presentes en los sedimentos. Aunque las operaciones de dragado, en sí mismas, no añaden contaminantes al sistema, estas si modifican el estado de los materiales tanto en la zona de dragado como en la zona de vertido. Pues, en algunos casos pueden agravar los producidos por los materiales contaminantes presentes en un sitio específico.
Sin embargo, esto solamente sucede en zonas donde existen
concentraciones altas de contaminantes, las cuales representan entre un 5% y
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un 10% del total del volumen de sedimentos dragados a nivel mundial (Richardson, 2001). Los principales agentes contaminantes presentes en los sedimentos dragados según Knott, Aulbury, Brown, & Johnston (2009) son:
Metales: mercurio, cadmio, arsénico, cromo, cobre, zinc, vanadio, plata y níquel entre otros.
Microcontaminantes orgánicos: pesticidas, compuestos nitrogenados, etc.
Hidrocarburos.
Nutrientes compuestos de fósforo y nitrógeno.
Microorganismos patógenos: bacterias, virus y hongos.
Materiales radioactivos.
Como
se
mencionó
anteriormente,
cuando
no
existen
sedimentos
contaminados el mayor impacto ambiental de las obras de dragado es la fase de realización de las mismas. Si se toma en cuenta que el ciclo de dragado comprende la extracción, transporte y disposición de los materiales, se determina que los impactos se darán más que todo en las fases de excavación y disposición. Durante la extracción, el impacto ambiental está relacionado al tipo de draga que se utilice, dependiendo de la interacción de esta con el tipo de material y el volumen a dragar, así se podrán presentar mayores o menores efectos sobre el medio. Las principales desventajas ambientales durante esta fase son:
Turbidez provocada por los cabezales de succión o por el rebalse de las aguas de los tanques de almacenamiento de material en la draga
Suspensión de sedimentos contaminados
Cobertura y remoción de organismos vivos en la zona de dragado
Por lo tanto, los principales impactos a considerar son:
Impactos sobre la calidad del agua Pueden ser de carácter físico o químico.
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Cambios físicos: son asociados a la turbidez provocada por la disolución de materiales finos en el agua durante el dragado y el vertido de materiales. Según estudios esta turbidez puede llegar a cubrir un área de hasta 5 km2. La turbidez reduce la cantidad de luz necesaria para el correcto funcionamiento de los ecosistemas, produciendo un efecto invernadero dentro del agua.
Cambios químicos: estos son en general difíciles de estimar, monitorear y controlar. Algunos de estos cambios son: cambios en la cantidad de oxígeno disuelto, presencia de nutrientes, trazas de materiales pesados y cambios en la salinidad del agua.
Suspensión y distribución de sedimentos contaminados En zonas con gran desarrollo, como lo pueden ser las zonas portuarias y canales de navegación, se pueden presentar altos niveles de contaminación, producto de desechos y aguas residuales vertidas en el agua. La presencia de estas partículas contaminadas, aunada a tipos de suelos finos, como arcillas y limos que absorben las partículas contaminadas, provoca que se generen altas concentraciones de contaminantes. El dragado no produce en sí, más contaminantes, sino que ayuda a que las partículas contaminadas se disuelvan en el agua y sean transportadas. Dependiendo de factores como oleaje y mareas, estas pueden viajar por kilómetros y depositarse en otras zonas, provocando daños en los ecosistemas aledaños. Las medidas de mitigación necesarias para impedir el transporte de material contaminado durante un dragado son generalmente muy costosas, por lo que la solución más efectiva es impedir la entrada de contaminantes al sistema, esto mediante controles ambientales que regulen el vertido de sustancias dañinas a los cauces de agua.
Impacto sobre la flora y fauna de la zona Los ecosistemas acuáticos son muy dinámicos, diversos y cambiantes a lo largo del tiempo, por lo que son muy susceptibles a los cambios físicos y químicos en el agua. Los impactos producidos por el dragado de los
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ecosistemas marinos son en general muy difíciles de estimar, debido a que dependen en gran medida al grado de tolerancia de las distintas especies. Los posibles impactos producidos por el dragado en la flora y fauna según Knott et al (2009) son:
Migración de peces
Cambios en la demanda de oxígeno
Recolonización de las áreas afectadas por especies oportunistas
Interferencia con los procesos respiratorios de los peces
Destrucción del hábitat acuático
Cobertura de la vegetación
Contaminación con pesticidas y metales pesados
Cambios físicos del fondo acuático Las obras de dragado pueden modificar la topografía del fondo acuático, con lo cual se pueden presentar desde efectos en los seres vivos, hasta posibles inundaciones producto de estos cambios. Los potenciales cambios en la morfología de una zona dragada son:
Cambios en la sección trasversal
Cambios en las pendientes longitudinales, lo que puede derivar en el relleno de cauces menores
Cambios en la profundidad del área dragada y el sitio de disposición de los materiales
Cambios en los patrones de circulación
Problemas socioculturales Las obras de dragado se realizan en muchas ocasiones para construir o ampliar obras de infraestructura, lo cual trae consigo efectos en la economía local. En algunos casos, las comunidades cercanas pueden verse afectadas por la construcción de estas obras, lo que produce descontento y rechazo hacia un determinado proyecto.
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Es necesario que durante la etapa de planificación de un proyecto se tomen en cuenta los aspectos socioculturales, esto con el fin de prevenir problemas durante la etapa constructiva o en la etapa operativa del mismo.
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Conclusiones Las islas artificiales han representado una oportunidad de desarrollo y expansión para el ser humano. Desde los “crannogs” creados por los países de Gran Bretaña y las chinampas del Imperio Azteca hasta el megaproyecto ubicado en el emirato de Dubai; las islas artificiales han sido creadas para satisfacer necesidades, ya sea la colocación de nuevas ciudades o para favorecer el turismo de un país. Los métodos de construcción de una isla artificial han ido mejorando con el paso del tiempo por los avances de la tecnología e ingeniería. En el pasado se utilizaban las técnicas rudimentarias para el levantamiento de ciudades o asentamientos.
En el caso de los escoceses e irlandeses realizaron
inserciones de pilotes en el agua para darle sostén a sus tierras. Por otra parte, los indígenas sudamericanos construyeron islas flotantes utilizando capas entrelazadas de un junco conocido como totora.
Estos métodos
primitivos han evolucionado hasta las técnicas de dragado de arena y sedimentos marítimos que predominan en la actualidad. En el emirato de Dubai se han implementado las técnicas de dragado de materiales y el uso de geotubos. Mediante estos dos métodos se ha logrado hacer realidad uno de los proyectos más ambiciosos y complejos de la historia de la ingeniería moderna por su tamaño y su costo. Este iniciativa consiste en múltiples islas artificiales acomodadas a lo largo de la superficie costera destinadas a la urbanización. Estas se llevaron a cabo mediante el relleno de cuerpos de agua con arena extraída de la superficie marítima del Golfo Pérsico y piedra proveniente de las canteras de Dubai. Asimismo, fueron utilizados los métodos de chorreo de arena y vaciado así como la colocación de rocas mediante sistemas de GPS. Esto se realizó con el objetivo de darle la forma requerida a las diferentes islas en forma de palmera. Mientras que en el caso del proyecto “The World” el conjuntos de islas debían formar la estructura de las masas terrestres continentales. En países con una densidad de población muy elevada y espacios urbanísticos muy reducidos para la construcción, las islas artificiales representan una
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alternativa para solucionar los problemas de vivienda. Por ejemplo en Holanda se ha llevado a cabo una estrategia de planificación territorial que consiste en recuperar zonas del puerto abandonadas para la construcción de residencias. De igual forma las islas artificiales pueden estar destinadas a la creación de aeropuertos lo cual contribuye a minimizar el impacto que ocasiona la sobrepoblación. Sin embargo, las islas artificiales enfrentan una serie de problemáticas ambientales que provienen de sus propias técnicas de construcción. Tal es el caso del dragado de materiales, el cual representa la principal causa de impacto ambiental en el ecosistema marino por su sensibilidad al cambio. Esto ocurre debido a que en estos procesos de dragado se extraen gran cantidad de sedimentos que poseen sustancias tóxicas como metales, pesticidas, hidrocarburos y materiales radioactivos, los cuales son liberados en las fases de excavación y disposición del proceso de dragado lo que ocasiona la muerte de la flora y especies marinas. En síntesis, las islas artificiales ofrecen una opción viable a la escasez de territorio para el desarrollo urbanístico. Además favorecen al mejoramiento de la economía de un país por ser sitios altamente turísticos. Sin embargo, para emprender esta clase de proyectos es necesario tomar en consideración el alto costo económico, social y ambiental que generan.
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Anexo A Dragas de succión por arrastre. Las dragas de succión por arrastre son un barco que cuenta con la capacidad de realizar las tres fases de un proceso de dragado, las cuales son: a) Remoción del material del fondo marino, esto a través de tubos de aspiración mediante la succión provocada por las bombas centrífugas. b) Almacenamiento del material dragado en compartimientos especiales también llamados cántaras, con las que cuentan cada una de las dragas. c) Transporte del material dragado hasta el sitio de descarga. Este tipo de dragas es el más utilizado en el mundo por ser versátil, de bajo costo, veloz y eficaz. Estas son autopropulsadas y tienen la capacidad de desplazarse como un barco normal. Además cuentan con un sistema de propulsión en proa y poa que les da una gran facilidad a la hora de maniobrarlas. Entre sus principales componentes de las dragas se encuentran: las bombas de dragado, los tubos de aspiración, los cabezales de dragado, los compartimientos de almacenaje de material o cántaras, las compuestas de descarga y el sistema de posicionamiento dinámico y seguimiento del cabezal. La máxima profundidad a la que puede dragar esta maquinaria se encuentra en un orden de los 35 m, pudiendo llegar 80 m o más en casos especiales, y son las bombas de dragado las que determinan dicho rango. Sin embargo, la profundidad también depende de la longitud del tubo de succión que generalmente puede llegar a medir entre 30 a 35 veces el diámetro del tubo, el cual varía entre 300 mm y 1400 mm; y se diseña de acuerdo con la potencia de las bombas y al volumen del comportamiento del almacenaje. El cabezal de dragado es la parte que une el tubo de succión con el fondo marino a dragar y está compuesta de una parte fija conectada al tubo de succión que tiene un dispositivo que regula el ingreso de agua y material a los compartimientos de almacenaje. En algunas ocasiones el cabezal puede estar equipado con dientes que el permiten romper la superficie del fondo marino o
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con chorros de agua que deshacen el material a dragar y así facilitan su dilución. En el caso de la construcción de las islas artificiales por el método de dragado se requieren enormes volúmenes de materiales que son obtenidos en zonas de aguas profundas a cierta distancia del lugar donde se realiza el relleno, por lo que la capacidad de los compartimientos de almacenaje de dragas se ha tenido que extender por encima de los 20 000 m 3.La velocidad de dragado, el ancho del cabezal y la profundidad de penetración definen la producción del material de dragado. Además, se debe tomar en consideración que las dragas de succión por arrastre están diseñadas para llevar cargas de materiales finos, por lo que no pueden llevar materiales sólidos como rocas, pues estos presentan mayor densidad. Cuando llega el momento de descargar el material en las zonas de construcción, se utiliza un sistema de chorros de proa del barco mediante el cual se descarga el material en el lugar de disposición. Las dragas de succión por arrastre cumplen con un ciclo de dragado que se compone de las siguientes fases: a) Carga de la draga: cuando se llega a la zona dispuesta, la draga baja los tubos succión hasta el fondo y se inicia el proceso de excavación de la superficie; esto sin detener la navegación del buque. b) Llenado de los tanques de almacenaje: se llenan los tanques con una mezcla de agua y material por medio de las bombas de dragado. c) Tiempo de giro: la draga debe girar para volver al sitio de la descarga del material, por esto se requieren zonas con el ancho suficiente para realizar
esta maniobra. Las distancias inferiores a 1.000 m se
consideran como restrictivas y en distancias inferiores a 250 m se hace necesario cambiar el tipo de dragado para obtener mejores resultados. d) Tiempo de navegación con la draga cargada: depende de la velocidad de la draga y la distancia que se debe recorrer para llegar al sitio de la descarga. e) Tiempo de descarga: está definido por el método que se utiliza para descargar el material.
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f) Tiempo de navegación con la draga vacía: se derivaba de la velocidad a la que puede navegar la draga y de la distancia que debe recorrer. En este caso la draga lleva una cierta cantidad de agua en los tanques para dar una mejor estabilidad. Las dragas de succión por arrastre tienen muchas ventajas esto por su gran versatilidad. Entre las principales ventajas que presentan están: a) Navega como un buque, por lo que las condiciones meteorológicas o del mar no la afectan; además se moviliza de manera más simple y económica. b) Permite transportar el material dragado a través de largas distancias y descargarlo de diversas formas lo que las hace favorable para la realización de rellenos. c) Presentan grandes producciones y su operación es independiente de barcazas u otros elementos. Sin embargo, las dragas presentan ciertas desventajas. Entre las principales están: a) No tiene la capacidad de dragar materiales duros como las rocas y es altamente sensible a la presencia de basura y restos de embarcaciones. b) No puede trabajar en áreas con espacios muy restringidos. c) Produce problemas ambientales. d) Es una embarcación de alto costo y requiere de personal calificado para sus operaciones (Ulloa Sáenz, 2009).
