tema 7 8 espigones diques

Actuaciones en el litoral

y defensa de la costa

Enrique Pea, Jos Anta, Luis Pena 2009/2010

ESCOLA TCNICA SUPERIOR DE ENX. CAMIOS, CANLES E PORTOS

Ingeniera Martima. Curso 2009/10

Bibliografa

Coastal Engineering Manual US Army Corps of Engineers. ltima actualizacin Junio 2006:http://chl.erdc.usace.army.mil/chl.aspx?p=s&a=ARTICLES;104

Shore Protection Manual.US Army Corps of Engineers, 1984.

Handbook of Port and Harbor Engineering. Tsinker, 1997. Chapman & Hall

PROCESOS DE OCUPACIN Y ACTUACIONES LITORALES: GIZC

GESTIN INTEGRAL DE LA ZONA COSTERALnea de costa como recurso escasoDiversos usos que requieren armonizacin

Concentracin de actividades y usos que requieren armonizacin: PRESIN ANTRPICA

Salinas (Asturias)

CLASIFICACIN DE LAS OBRAS DE PROTECCIN DEL LITORAL

1.- Actuaciones lado tierra

Ordenacin del litoral

Regeneracin de playas

2.- Actuaciones lado mar

Espigones. Diques de encauzamiento

Muros. Revestimientos. Pantallas

Dragados

Instalaciones especiales

1.- Efectos de la estructura en el oleaje: clasificacin

energtico- funcional.

2.- Deformabilidad en la estructura de proteccin:

clasificacin por deformabilidad

3.- Posicin de la estructura con respecto a la lnea de

costa: clasificacin por posicin

4.- Actuacin dura/blanda

CRITERIOS DE CLASIFICACIN DE OBRAS DE PROTECCIN DEL LITORAL

Requieren estructuras

Aado arena


1. Clasificacin energtico-funcional

Estructuras de proteccin reflejantes

Estructuras de proteccin disipativas

Estructuras de proteccin transmisoras

Estructuras de proteccin mixtas

Balance energtico

Energa incidente = Energa transmitida + energa disipada + energa reflejada

Adimensionalizamos

La relacin entre altura de ola y energa

rdtiEEEE ++=

i

r

i

d

i

t

E

E

E

E

E

E++=1

2HkE =

22

1

++

=

i

r

i

d

i

t

H

H

E

E

H

H


Reescribimos mediante coeficientes

Respectivamente: Coeficientes de transmisin (Kt), disipacin absorcin (Kd), reflexin (Kr)

Ejemplo: Diques verticales: monolitos reflejantes, que devuelven una gran cantidad de la energa incidente

22

1

++

=

i

r

i

d

i

t

H

H

E

E

H

H2221rdtKKK ++=

;1rK ;0dK 0tK


Estructuras de proteccin reflejantes

Estructuras de proteccin disipativas

Estructuras de proteccin transmisoras

TIPOLOGA DE LAS OBRAS DE INGENIERA

Clasificacin energtico-funcional: transmisora

Estructuras de proteccin mixtas


2. Clasificacin por deformabilidad

Estructuras de proteccin flexibles

Estructuras de proteccin rgidas

Monolticas

De piezas encajadas

Empotradas

Revestimientos monocapa

Estructuras de proteccin flexibles

Clasificacin segn la deformabilidad: rgidas

Monolticas

De piezas encajadas

Empotradas

Revestimientos monocapa

Estructuras de proteccin rgidas

Obras que facilitan discontinuidades en la lnea de costa:

ESPIGONES

Obras que modifican la lnea de costa:

DIQUES CONECTADOS

DIQUES EXENTOS

Obras que forman la lnea de costa:

MUROS

REVESTIMIENTOS

3. Clasificacin por disposicin de la estructura

ESTRUCTURAS DE PROTECCIN DE COSTAS

ANLISIS EN FUNCIN DEL PROBLEMA A RESOLVER:

ESTABILIZACIN LNEA DE PLAYA

DEFENSA DE TERRENOS

ESTABILIZACIN DE GOLAS (Canal por donde entran los buques en ciertos puertos o ras)

ABRIGO PORTUARIO


ESTABILIZACIN LNEA DE PLAYA

ESPIGONES (groins). MUROS (seawalls) PANTALLAS (bulkheads) REVESTIMIENTOS (revestments) REGENERACIN PLAYAS (beach nourishment) BY-PASS ARENA


TEMA 7. ESPIGONES. DIQUES

Estructura bsica: espigones/diques (Breakwater) Conectados a tierra (mole) Exentos (offshore)

Funciones: Abrigo (principal). Proteccin, rotura del equilibrio

dinmico de la playa Retencin transporte de sedimentos (espigones) Formacin de playas y tmbolos

Actuaciones: Duras: conllevan estructuras: escollera, tablaestacado Blandas: aporte de arena

CRITERIOS GENERALES DE DISEO

Estabilidad de la estructura: condiciones extremas

Funcionalidad de la obra: Ej. agitacin Impacto Ambiental

Anlisis coste-beneficio: Ej. espign vs dique Dique: puerto, no siempre perpendicular lnea costa,

no rebasable (altura de ola, etc.) Espign: perpendicular lnea costa

Espigones1. Introduccin

2. Funcionamiento Espigones1. Cambios en el perfil2. Corrientes de retorno3. Transporte litoral retenido4. Erosin aguas abajo

Diseo Espigones1. Perfil2. Procedimiento de diseo. Alineacin3. Basculamiento4. Transiciones

3. Tipologas, Aspectos Constructivos

Espigones

1. Introduccin

Definicin: Obra martima sensiblemente perpendicular a la costa que

acta como barrera al transporte longitudinal de sedimento Obras que facilitan una discontinuidad en la costa

Objetivos Crear una nueva playa Detener la erosin en una playa existente Impedir la llegada de sedimentos aguas abajo (puerto, canal)

Interaccin espigones-procesos costeros Compleja


Estructuras cortas 30 100 m

Alineacin perpendicular a lnea de costa

Estructuras estrechas hasta 15 m

Aplicacin en costas incidencia en el transporte litoral

Costas bajas Arenosas Extensas

Ms frecuentes en el Mediterrneo


Shore Protection Manual (2006, 1984) Establece una serie de reglas para el diseo de espigones

Forma que adopta la playa depende de: Intensidad Direccin del transporte slido

Aguas arriba acrecin / deposicin de arenasAguas abajo erosin (falta de sedimento por barrera)

Lnea de orilla se orienta perpendicular a la direccin de oleaje

Espigones

Oleaje

Acrecin

Erosin

Lnea de rompientes

Lnea de costa original

Lnea de costa tras los espigones

Lnea de costa estabilizada

TTE NETO LONGITUDINAL

Espigones

Lnea rompientes H/d=0.78(H: altura ola, d: profundidad)

Campos de Espigones paralelos entre si Perpendiculares a lnea de costa

Campos de espigones

Espigones2. Funcionamiento Espigones

Barrera de arena Medida estructural muy usada problemas diseo

Cambios PerfilZona de deposicin

Parte del transporte es retenido Avance lnea orilla mar Zona ms batida

Granulometra ms gruesa Pendientes mayores

Zona de erosin Zona ms abrigada granulometra ms fina Pendientes ms suaves perfiles tendidos

Espigones

Cambios Perfil

Paralela FrentesParalela Frentes

+

DifracinLnea Orilla

Grueso FinoMaterial Inclinado TendidoPerfilAguas ArribaAguas Abajo


Zona del morro Fuertes corrientes Problemas de socavacin


Corrientes de Retorno El oleaje impulsa la masa de agua en el interior se forman

corrientes circulares (vas preferenciales) El flujo se canaliza junto a los espigones (disipa) El agua vuelve a salir en forma de corrientes de retorno (rip-

currents). Tambin se produce disipacin Se produce un arrastre de sedimentos hacia mar adentro

Dean (1978): Tres mecanismos de retorno

Espigones Corrientes de Retorno: Dean (1978): Tres mecanismos de

retornoA) Existe una corriente longitudinal preferencial hacia el espign,

con una posterior desviacin hacia mar adentro

B) Se produce un flujo circular en la zona interior, con mayor sobreelevacin diferencial en la parte menos abrigada

En la zona abrigada barlomar de la celda sobreelevacin menor

Espigones2. Funcionamiento Espigones. Corrientes de retorno

C) Corriente circular interior en ambos sentidos. Sobreelevacin en la zona central de la celda

Se produce fundamentalmente cuando hay Incidencia normal del oleaje

En las zonas adyacentes a espigones la sobreelevacin es menor se produce mayor disipacin de energa


Corrientes de Retorno. Aspectos a considerar

Es muy difcil (casi imposible) predecir el tipo de rotura de la corriente de retorno

Las corrientes de retorno detraen arena de la orilla y la depositan a mayor profundidad o en zonas propicias (abrigos)

Dependen de las caractersticas geomtricas del espign


Transporte litoral retenido

Informa sobre la cantidad de sedimentos que conseguiremos retener

Depender varios parmetros: Dimensiones del espign Acumulacin a barlomar Nivel de agua Caractersticas del oleaje

A partir de % retenido conoceremos Volmenes de erosin aguas abajo Tiempo necesario para lograr el perfil deseado


Transporte litoral retenido Trnsito de sedimentos por los espigones

Encima del espign (overpassing) Delante del extremo (endpassing)

Encima del espign Nivel de la arena junto al costado El sedimento se acumula aumenta el nivel se

produce el trnsito por encima

Delante del extremo Avance de la playa hacia el mar Zona de rotura se desplaza hacia dentro Permanente variacin del valor H/d=0.78



Si aumenta el n parmetros Prediccin muy difcil El dato fundamental es la distancia entre la primera lnea de

rotura y el morro del espign Depender de la variacin de la altura de ola, H/d=0.78

Caso a)

Ejemplo. Si H=1 m d=1.3 m

Interrupcin completa del flujo longitudinal



Caso b)

Importante traspaso de sedimento por el extremo del espign (morro)

Ejemplo. Si H=5 m d=6.4 m

Espigones2. Funcionamiento Espigones Transporte litoral retenido. (%)

Diferenciamos entre espigones altos y bajos Depende de la altura relativa entre el espign y el nivel del

mar

ESPIGN BAJO(BM = bajamar media)

ESPIGN ALTO(PMVE = pleamar viva equinoccial)


Transporte litoral retenido. (%)

Diferenciamos entre espigones altos y bajos Altura relativa entre el espign y el nivel del mar

50%75%Espign Bajo50%75%100%

Espign Alto

Transporte retenidoBatimtrica MorroProf. rotura=1.8

[ ]mh 3,2.1[ ]mh 2.1,0

mh 3

mh 3mh 3

Lnea de costa original

Lnea de costa tras los espigones

Lnea de costa estabilizada

TTE LONGITUDINAL

Oleaje

Flanqueo

Espigones Transporte litoral retenido

Aguas abajo se puede producir flanqueo (campo de espigones). En el ltimo espign hay desequilibrio del balance sedimentario Lnea de costa retrocede hasta rebasar el extremo del espign

en tierra problemas estructurales Para evitar el flanqueo regeneracin/aporte de arena Reguardo anti-flanqueo: 4-5 mts


2. Funcionamiento Espigones1. Cambios en el perfil2. Corrientes de retorno3. Transporte litoral retenido4. Erosin aguas abajo

3. Diseo Espigones1. Perfil2. Procedimiento de diseo. Alineacin3. Basculamiento4. Transiciones

4. Tipologas. Aspectos Constructivos

Espigones

3. Diseo de Espigones

Perfil

Dos tipos de perfiles

Tramo nico Tramo Horizontal Tramo Inclinado

3 Tramos Tramo interior, tramo intermedio, tramo exterior Hiptesis: Se mantiene la pendiente similar al estrn Hiptesis: En el morro se intersecan los dos perfiles

Espigones3. Diseo de Espigones

Perfil

Dos tipos de perfiles: Tramo nico

Tramo Horizontal Sencillo y seguro de construir Ms habitual: tipo escollera

Tramo Inclinado Siguiendo la pendiente de la playa Usado en espigones ligeros Madera, tablestacas metlicas


Perfil. Altura del Espign

Tramo Horizontal de Arranque

Prolongacin en tierra para prevenir que no quede aislado en el agua

Cota: depender del grado de rebasabilidad

Flanqueo : Situacin que se produce cuando el arranque del espign deja de estar conectado a tierra (ya visto antes)

Espigones



Tramo Horizontal de Arranque

Altura frecuente Altura de PMVE (+subida del agua con oleaje normal)

Espigones de escollera +0.30 cm sobre la berma

Espigones vertedero rebaja de la cota de coronacin permitir paso sedimento

Longitud tramo arranque hasta donde se pretenda extender la coronacin de la berma de la futura playa

Espigones



Tramo intermedio en pendiente Coronacin aproximada: paralela a la pendiente del estrn y el

inicio de la playa sumergida Cota extremo final:

Depende del mtodo de construccin Grado de retencin de la corriente slida Condicionantes impuestas por el uso de la playa

Tramo final Generalmente es horizontal Cota compatible con aspectos econmicos y de uso de la playa


Perfil. Altura del Espign. Resumen

PMVE + 0.20 m

Perfil aprox. paralelo al estrn

BMVE + 0.20 m

Espigones3. Diseo de Espigones. Procedimiento de diseo.

Dimensiones del espign Lmite terrestre Evitar que el retroceso deje el espign sin

conexin a tierra (flanqueo) Lmite hacia mar adentro del tramo terrestre depende de la

anchura berma deseada Lmite del tramo final Funcin cantidad de transporte litoral

Espigones Dimensiones del espign. Separacin entre espigones

Espacio entre espigones funcin la longitud del espign Cuanto mayor es el espaciamiento entre espigones mayor

debe ser la longitud hacia tierra del espign Aproximacin : Separacin media ser 2-3 veces la longitud

(cresta berma-extremo final)[ ]32

L

S

b

b

S

L

Anchura mnima playa (objetivo)

u

r

t

s

Avance

Mximo retroceso (x)


Procedimiento de diseo. Alineacin Presupone un sentido predominante del transporte se

produce un desequilibrio sedimentario Basculamiento En el primer espign se produce una deposicin de

sedimentos aguas arriba en barlomar

Espigones3. Procedimiento de diseo. Alineacin

- Tramo interior del dique- Situacin final del perfil del espign con acumulacin de

sedimentos en barlomar

Planta

Perfil

A

A PMVE

BMVE

BM

Tr. Interior Tr. Intermedio Tr. Exterior

Perfil inicial

Perfil de la acumulacin del sedimento

B

B


Basculamiento Producido por la direccin cambiante del transporte litoral Arena puede oscilar de un extremo a otro de la celda Formacin de una orilla en forma de arco Mximo retroceso reas : A+C = B Importante estimar:

Longitud tramo de arranque Anchura mnima deseada


2. Funcionamiento Espigones

3. Diseo Espigones1. Perfil2. Procedimiento de diseo. Alineacin3. Basculamiento4. Transiciones


Espigones. Transiciones

Espigones3. Diseo de Espigones. Transiciones

Objetivo: evitar erosiones aguas abajo puede ser debida a cambios bruscos alineacin orilla

Recomendacin en transiciones Reduccin progresiva de longitudes

Para facilitar el trnsito del transporte litoral Campos de espigones extensos

En campos con pocos espigones Acortamiento puede empezarse 2

Segn Kressner (1928) Suficiente con acortar los 3-4 ltimos espigones

Transicin Lnea une extremos tiene aproximadamente un ngulo 6


Transiciones Transicin Lnea que une extremos aproximadamente ngulo 6 Dibujo:

L = longitud entre cresta de la berma y extremo final S = separacin entre espigones y = acortamiento entre espigones consecutivos

Espigones

1. Introduccin

2. Funcionamiento Espigones

3. Diseo Espigones


Espigones4. Tipologas

Espigones permeables Permite el paso de % del transporte slido depsito a ambos lados Menor cambio de alineacin de la orilla (a ambos lados del espign) Grado deseado de permeabilidad depende de aspectos econmicos

y geomtricos (altura y longitud espign)

Espigones ajustables La mayora de espigones obras fijas y permanentes Ajustables: Construidos a base de paneles encajados entre pilotes Ventajas: poner/quitar, modificar cota

Depende de la evolucin del perfil de playa, % del transporte slido que pueda pasar, posibilidad de conservar playas aguas abajo

Inconveniente : Mayores deformaciones de la estructura

Espigones4. Tipologas. Orientacin de los Espigones

Espigones perpendiculares costa Ms habituales y baratos

Variantes : L, T, zig-zag Para evitar corrientes de retorno En temporales de dan mayores socavaciones en el extremo Dificultad para restablecer los perfiles tras un temporal Mas caros, difciles de construir

La decisin depende de la colocacin futura de la lnea de orilla

En general se recomienda: Orientar espigones perpendiculares a la orilla futura Evitar la incidencia oblicua del oleaje sobre espign

Espigones4. Aspectos Constructivos

Se clasifican segn: Permeabilidad Altura Longitud

Materiales construccin habituales Permeables / impermeables Perfil alto / perfil bajo

En general : Escollera, hormign, madera y acero Otros materiales:

Asfalto Bolsas nylon rellenas de arena


Espigones de madera

Estructuras impermeables Formadas por tablestacas de madera

Espigones5. Aspectos Constructivos. Espigones de madera

Estructuras sujetas con pilares y largueros de madera Pilares redondos aprox. 30 cm dimetro Largueros 20 x 25 cm unidos por pernos

Todas las maderas deben ser tratadas para soportar el ambiente marino Pilares y largueros cortados y perforados antes de ser tratados Juntas de tablestacas de madera machiembradas y solapadas


Espigones de Acero

Diseo tpico Tablestacas metlicas

Apoyadas en pilotes y largueros de madera

Tablestacas metlicas Seccin recta Arco En Z

Espigones5. Aspectos Constructivos. Espigones de Acero

Las tablestacas metlicas permiten permeabilizar el espign

Tipo de tablestacas: depende de las presiones del terreno

Tablestacas en Z soportan mayores presiones diferenciales

Es habitual colocar largueros metlicos o de madera en la cabeza de las tablestacas (fig. anterior)

Pilotes exteriores: refuerzan la estructura (secciones recta y en arco)

Las tablestacas en Z no necesitan apoyos de los pilotes

Lo ms importante del sistema de conexin: proporcionar un buen ensamblaje

Tambin es importante alcanzar la profundidad de hinca necesaria

Espigones5. Aspectos Constructivos. Espigones de Acero

Otras opciones: Tablestacas hincadas como nico elemento estructural Utilizable en climas poco energticos Habitual colocar una albardilla metlica soldada en las cabezas Considerar cargas diferenciales por la distinta acumulacin de arena en

ambos lados. Posibilidad de relleno con materiales

Perfiles

Espigones5. Espigones de Acero

Otras opciones: muros semicirculares conectados con pantallas transversales

Recintos rellenados Aumenta la estabilidad estructural. Materiales:

Arena Escollera

Habitualmente se cubren para impedir la salida del material de relleno, con:

Hormign Asfalto Escollera

Espigones5. Aspectos Constructivos. Espigones de Hormign

En desuso, por la aparicin de estructuras permeables

Caractersticas: Espign impermeable Pilotes de seccin rectangular Hormign pretensado Conectados por albardilla A veces la viga superior es

de madera (mayor flexibilidad)


Espigones de Escollera

Ncleo: todo uno de cantera

Aporte de un % de material fino para mayor compacidad

Capa de escollera: cubricin y mayor proteccin/resistencia

Manto de escollera: el peso de los cantos debe ser suficiente para hacer frente al oleaje

Espigones5. Aspectos Constructivos. Espigones de Escollera

En esta tipologa es necesario limitar la permeabilidad, especialmente evitando huecos en la cota de coronacin

Rellenos Con hormign Mezcla asfltica

Tambin suele realizarse un sellado Incrementar la estabilidad estructural

Espigones5. Aspectos Constructivos. Seleccin Tipo Estructural

Eleccin del tipo Funcin de las caractersticas de la costa Anlisis de los fondos de cimentacin

Pilotes o tablestacas comprobar la posibilidad de hinca sondeos

Caso a) Terrenos mala cimentacinPenetracin escasa

Caso b)Hinca factible Considerar tablestacas metlicas (oleaje no energtico)

Seleccin del tipo estructural Disponibilidad del material Coste econmico: mantenimiento anual, vida til, costes iniciales de

construccin

Estructuras de gravedad

EscolleraRecintos de tablestacas

Espigones5. Aspectos Constructivos. Seleccin Tipo Estructural

En general

Espigones con tablestacas de madera o metlicas Costes de construccin menores

Tablestacas hormign Mas caras que las metlicas Mas baratas que escollera

Espigones de escollera Costes mantenimiento menores Vida til ms larga

Dique: Estructura que modifica la lnea de costa, no siempre perpendicular a la lnea de costa, no rebasable (altura de ola, etc.)

Clasificacin segn su disposicin en planta

Diques paralelos a la costaDiques convergentesDiques paralelos entre si

DIQUES

Segn el tipo de estructura:

Diques Convencionales

Diques verticales reflejantes

Diques rompeolas en talud

Diques mixtos

Diques exentos

Diques Abrigo no Convencionales

Diques flotantes

Barreras neumticas

Diques sumergidos

Diques

Diques Verticales Estructuralmente:

Dique de paramento vertical Monoltico (una pieza), rgido Pared impermeable

Funcin: Reflexin (prcticamente)

total de la energa oleaje

Consecuencias: Reflexin Modificaciones en las condiciones de agitacin

Alteraciones en canal entrada, antepuerto, drsenas interiores

Cimentacin: Variable importante Es necesario un terreno con elevada capacidad portante para evitar deslizamientos y hundimientos

Diques verticales. Ejemplos

Diques Verticales. Cajones cilndricos

Diques Rompeolas

Diques Mixtos Cajn vertical, muro de bloques apilados Reposan sobre macizo de escollera Oleaje pude romper contra pared vertical Comn en la fachada Cantbrica Capaz de modificar el oleaje incidente

Funcin Disipativa en situaciones bajamar. Rotura de oleaje sobre berma Reflejante en pleamar. Similar a un dique vertical

Si es necesario aumentar la altura de escollera dique en talud con espaldn

Diques Mixtos

Diques Exentos Adems de los ya vistos

Barreras permeables

construccin de diques sumergidos

playa colgada

Diques sumergidos Usados en Regeneracin de playas con empleo de estructuras

Arrecife BEACHSAVER- FORTE

Diques sumergidos

Marina Beirut (Lbano)

Doble barrera vertical sumergida, laguna interior de 50 m Sin impacto visual (-0.50 m) Cajn fondeado a -19.00 m

Segunda lnea: bloques de proteccin de 9,6 tn. Segunda lnea: muelle + paseo martimo

Diques sumergidos

Diques flotantes Cada vez ms utilizados por razones estticas En fase de desarrollo

Nuevos diques flotantes en la Marina de A Corua. Fuente: www.marinacoruna.es, elaboracin propia y Seaflex

Diques flotantes Importancia de las uniones, diseo estructural/hidrodinmico

Geometra de los mdulos, sistema de amarre, sistema de anclaje entre mdulos consecutivos

Diques flotantes en Baiona. Incat y Ronutica


Diques flotantes en Ribeira

Espigones. Diques. Regeneracin de playas


DEFENSA DE TERRENOS DIQUES. YA VISTO MUROS (seawalls). PANTALLAS (bulkheads) REVESTIMIENTOS (revetments). PLAYAS DE PROTECCIN.

CAMPOS DE DUNAS


MUROS (seawalls)

Estructura masiva

Oleaje fuerte

Tres tipos

Paramento curvo

Escalonados

Escollera

CAPTULO 8. MUROS, REVESTIMIENTOS, PANTALLASObras que forman la lnea de costa

Paramento curvo

S.P.M (1984)

Escalonado

S.P.M (1984)

Escollera

PANTALLAS (bulkheads)

Tamao intermedio

Contencin de suelo

Oleaje incidente inferior

Tipos

Tablaestacas y pilotes

Muros gravedad


Esquema de pantalla sumergida, izquierda, y pantalla colocada en el Centro de Innovacin Tecnolxica en Edificacin e Enxeara Civil (CITEEC) de la Universidade da Corua, derecha. Fuente: G. Koether & H. Oumeraci. International Conference on

Coastal Engineering (ICCE, 2002) y elaboracin propia.

Pantallas

Pantallas

Anlisis hidrulico

Coeficiente transmisin: Kt = H i / H tCoeficiente reflexin: Kr = H r / H t

Parmetros de diseoPOROSIDAD e (%)

PROFUNDIDAD RELATIVA D/h

PERIODO DE OLEAJE T

ANGULO DE INCIDENCIA

Pantallas

Ensayo en modelo fsico (CITEEC-UDC)

Pantallas. Ensayo en modelo fsico (CITEEC-UDC)

Coeficiente de transmisin en funcin de la profundidad relativa. Ensayos en pleamar con 2 porosidad. Fuente: elaboracin propia

Pantallas


Variacin del nivel del agua

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

0 20 40 60 80 100 120 140

t

c

m

Kt

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 2 4 6 8 10 12

k*h

d/h=0.714d/h=0.588d=0.5Logartmica (d/h=0.714)Logartmica (d/h=0.588)Logartmica (d=0.5)

Separacin de onda incidente y reflejada

Pantallas


-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

50 55 60 65 70 75 80

t(s)

A

(

c

m

) Sonda 10Sonda 20

Tabla de momentos y esfuerzo cortante en los pilotes con diferentes escenarios

Acero Madera

Pantallas

REVESTIMIENTOS

Ms pequeos

Proteccin de erosin para oleaje poco energtico

Tipos

Rgidos

Flexibles


S.P.M (1984)

Escollera

Hormign

Hormign

Losas prefabricadas

BY-PASS ARENA

Dan continuidad al transporte de sedimentos

S.P.M (1984)


Impounding zone: zona de sedimentacin

REGENERACIN PLAYAS: Santa CristinaESTRUCTURAS DE PROTECCIN DE COSTAS

REGENERACIN PLAYAS: MediterrneoESTRUCTURAS DE PROTECCIN DE COSTAS


ESTABILIZACIN DE GOLAS

DIQUES ENCAUZAMIENTO (inlet jetties)



ABRIGO Y OBRAS PORTUARIAS DIQUES ENCAUZAMIENTO (jetties) DIQUES ROMPEOLAS/REFLEJANTES. YA VISTO DIQUES EXENTOS (Offshore breakwaters). YA VISTO


Diques de Encauzamiento1. Definicin

2. Localizacin. Factores

3. Tipologas Constructivas1. Escollera2. Tablestacas

1. Definicin Estructura interna en el agua Prolongacin del margen del ro o gola Objetivo principal: evitar o reducir aterramientos en la embocadura Objetivo secundario: Proteccin canal frente al oleaje y corrientes

transversales

Diques de Encauzamiento


A) Factores Hidrulicos Gola Original Gola Acondicionada

B) Factores de Navegacin

C) Factores Estructurales

D) Factores Sedimentarios

F) Factores de Mantenimiento



A) Factores Hidrulicos

Gola Original Anlisis del prisma de marea y la seccin transversal de la bocana Evolucin histrica de la posicin y dimensiones de la gola Influencia de la gola marea del estuario efecto flujo agua dulce Corrientes de marea y viento en la gola

Gola Acondicionada Dimensiones propuestas de la gola (longitud, anchura, seccin

transversal) Efectos de las obras sobre: corrientes, salinidad estuario, Efectos del oleaje que penetra por la gola



A) Factores Hidrulicos: Tipo de desembocadura del ro en el mar (directo, por filtracin)



A) Factores Hidrulicos: Problemtica de los encauzamientos en las desembocaduras:

estrechamiento + sedimentacin = potencial inundacin


(Martn Vide, 2002)


B) Factores de Navegacin Consecuencias sobre el canal de navegacin : viento, oleaje,

mareas y corrientes Orientacin del canal respecto del oleaje predominante y el canal

natural existente Determinacin de las dimensiones del canal en funcin de:

Tamao de buque de diseo, n vas martimas Otras consideraciones

Disposiciones alternativas al canal navegable Medidas de previsin de futuras ampliaciones Efectos de orientacin del canal instalaciones portuarias



C) Factores Estructurales Determinar la longitud y separacin de los diques de encauzamiento.

Criterios: Hidrulicos, Navegacin, Sedimentarios Estabilidad estructural:

Determinacin de ola clculo. Remonte / Rebase Altura de coronacin y permeabilidad de diques: Averas, mantenimiento

D) Factores Sedimentarios Efectos sobre el transporte litoral Tamao de la zona de acumulacin y mantenimiento del canal

E) Factores de Mantenimiento Necesidades de dragado peridico del canal Posibilidad de trasvase de arenas



Efectos sobre la lnea de costa

Similares a los espigones: Barrera sedimentaria hasta el morro del dique Se proyectan en funcin de la Isobata equivalente al calado que se

pretenda en canal. Isobata: Curva que representa los puntos de igual profundidad en ocanos y mares

Anlisis del volumen de acumulacin: Longitud del dique Alineacin del oleaje respecto de la lnea de orilla ngulo entre dique y lnea de orilla

En funcin del resultado del anlisis Estudio de trasvase de arenas


3. Tipologas Constructivas

Materiales ms usuales: Escollera, hormign, acero y madera.

A) Encauzamientos de Escollera Escollera utilizacin ms extendida Existencia de taludes laterales y peso de los cantos manto principal

mayor resistencia al oleaje Buena flexibilidad diferentes profundidades y cimentaciones


3. Tipologas Constructivas. A) Encauzamientos de Escollera

Ventajas: Si hay asentamientos pueden plantearse reajustes estructurales

mayor estabilidad del dique Menor % de fallos estructurales Los daos y averas Reparables con mayor facilidad Mayor absorcin de la energa (en principio) menor

Remonte/Rebase mayor tranquilidad de aguas interiores

Inconvenientes: Mayor volumen de material requerido (y mayor variedad) Por lo tanto, mayor coste inicial (sobre todo cuando no existen

canteras prximas) Mayor energa transmitida al ncleo (depende de la porosidad de

la estructura) Necesidad de ncleo suficientemente alto e impermeable


3. Tipologas Constructivas. A) Encauzamientos de Escollera

Dificultades de obtencin del peso requerido de los cantos No obtenible de cantera Precio

Otra opcin: bloques de hormign prefabricado



B) Diques de Encauzamientode Tablestacas. Recintos



B) Diques de Encauzamientos de Tablestacas Tipos de Tablestacas: madera, acero, hormign Utilizados en zonas de Oleaje moderado / poco energtico

Tablestacas Metlicas Distintas disposiciones Una sola fila Con / Sin pilotes de apoyo lateral Filas dobles conectadas con tirantes Relleno del espacio

interior con arena o piedras Formando recintos (variacin de las filas dobles). Caractersticas:

Accin del agua y arena Abrasin Eliminan capa oxidada descubierto acero limpio posible corrosin

Si hay problemas de corrosin fisuras / huecos Prdida del relleno

Sistemas efectivos de proteccin Aumentar vida til: Proteccin catdica y recubrimientos plsticos

Vida til tablestacas metlicas aproximadamente 10 aos



B) Diques de Encauzamientos de Tablestacas

Recintos Tablestacados

Ventajas Independiente de las cualidades del terreno de cimentacin Escaso mantenimiento Viable en calados de hasta 12 m. Construccin econmica y rpida

Inconvenientes Vulnerables frente a oleajes energticos

Posibilidad de rellenos con piedras o arenas rellenos mixtos de escollera + tablestacas ms duraderos


Resumen. Tipologas de estructuras de proteccin de costas

Definicin de los objetivos

Formulacin de los requerimientos funcionales

Determinacin de las condiciones de contorno hidrulicas

Determinacin de las condiciones de contorno geotcnicas

Seleccin de las alternativas tipolgicas posibles

Definicin geomtrica de cada alternativa

Comprobacin del comportamiento de cada alternativa

Clculo de la estabilidad de cada alternativa

Clculo econmico de cada alternativa

Seleccin de la solucin ms adecuada

Variables de diseo para una estructura de proteccin de costas

tema 7 8 espigones diques

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