Cálculo de Olas Mareas 1

OBRAS CIVILES

DOCENTE:ENRIQUE CAPONE MAGGIO. CONSTRUCTOR CIVIL UNIVERSIDAD DE CHILE

1

PUERTO VALPARARAISO

1 Determinacin cota fondo de Mar: Objetivo: verificar cantidad de sedimentos 2 Confeccin plano batimtrico 3 Efectuar dragado 4 Confeccin nuevo plano batimtrico , para constatar cantidad de material retirado de acuerdo a especificaciones tcnicas

obras maritimas portuarias y fluviales DRAGADOS Y CORONAMIENTO DE OBRAS

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2

1 Trabajos como DRAGADOS realizados con el fin de determinar el arrastre de finos desde el ocano y de las quebradas existentes en Valparaso. 2 Material que atraviesa por sus CAUCES el centro de la ciudad y desemboca en las orilla costera, ENTRE OTROS, Delicias, Francia, Edwards Melgarejo, Urriola, Bustamante.


DETERMINACIN COTA FONDO DE MAR BATIMETRA

RADA MAR CALMO

MAR AGITADO Molo impide Arrastre finos

Arrastre desde cuencas de cerros

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3 obras maritimas portuarias y fluviales

DRAGADOS Y CORONAMIENTO DE OBRAS

BATIMETRIA (eco-sonda, sondaleza)

DELIMITACION DEL SITIO (sealizacin)

PROGRAMACION DE LA DRAGA

(caractersticas del fondo marino y la zona a operar)

REGISTRO DE OLEAJES MEDIANTE BOYA UBICADA

EN ALTA MAR

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BUSCAN CATASTRAR ENERGA DE LAS OLAS EN COSTAS CHILENAS

1 Se instalaron sensores y boyas entre Valparaso y Los Lagos. 2 La idea es definir el potencial energtico de las costas chilenas. 3 Se trata de boyas oceanogrficas con sensores que midan la energa de los oleajes. 4 Chile uno de los pases con mayores recursos de este tipo mundialmente. 5 Desgraciadamente este primer paso registra slo monitoreo de corto plazo 6 con estos instrumentos colocados en sectores bien determinados por el Sur y centro del pas a profundidades apreciables, podrn contrastar resultados anteriores de estas mediciones generadas por las olas en aos anteriores y las que se obtendrn con estos nuevos equipos. 7 El investigador de la USM Sr Cataln estima que resultados obtenidos anteriormente sern complementados con estos registros permitiendo conocer la direccin que lleva el oleaje, la altura que tiene en todo momento y el tiempo en trascurrir. 8 OTRAS APLICACIONES: podran facilitar gestin de puertos y playas. Condiciones climticas para surfistas o para las playas; conocer cuanto oleaje est llegando a las drsena, playas ya sea para recreacin o trabajo de puertos.

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ESTRUCTURAS OFFSHORE: EL FUTURO: LA EXPLOTACIN ENERGTICA

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OBRAS DE ABRIGO:

MEDIANTE DIQUES ESPECIALES PODEMOS OPROVECHAR LA ENERGA DEL OLEAJE

El proyecto cuenta con financiamiento de CORFO-INNOVA y con participacin del INH, Universidades Catlica Valparaso y Tcnica Santa Mara, Armada de Chile y consultora Aldunate Vsquez e Hydro-Chile.

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BUSCAN CATASTRAR ENERGA DE LAS OLAS EN COSTAS CHILENAS

1 Se instalaron sensores y boyas entre Valparaso y Los Lagos. 2 La idea es definir el potencial energtico de las costas chilenas. 3 Se trata de boyas oceanogrficas con sensores que midan la energa de los oleajes. 4 Chile uno de los pases con mayores recursos de este tipo mundialmente. 5 Desgraciadamente este primer paso registra slo monitoreo de corto plazo 6 con estos instrumentos colocados en sectores bien determinados por el Sur y centro del pas a profundidades apreciables, podrn contrastar resultados anteriores de estas mediciones generadas por las olas en aos anteriores y las que se obtendrn con estos nuevos equipos. 7 El investigador de la USM Sr Cataln estima que resultados obtenidos anteriormente sern complementados con estos registros permitiendo conocer la direccin que lleva el oleaje, la altura que tiene en todo momento y el tiempo en trascurrir. 8 OTRAS APLICACIONES: podran facilitar gestin de puertos y playas. Condiciones climticas para surfistas o para las playas; conocer cuanto oleaje est llegando a las drsena, playas ya sea para recreacin o trabajo de puertos.

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Frente de Atraque

Terminal Pacfico Sur Valparaso S.A. Cuenta con un frente de atraque de 985 metros y un calado mximo de

12 metros, caractersticas que le permiten atender simultneamente hasta 5 de las naves que circulan en la actualidad por las costas de Sudamrica. Desembocan varios cauces en este frente con las:

Caractersticas de los sitios:

SITIOS LARGO TOTAL PROFUNDIDAD CALADO AUTORIZADO

N 1,2 y 3 600 m 12 m 11,4 m

N 4 y 5 385 m 10 m 9,4 m


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PARA EFECTUAR DRAGADOS SE REQUIERE DETERMINACIN COTA FONDO DE MAR

1 A PARTIR DEL NIVEL DE REDUCCIN DE SONDAS.

2 SUPONGAMOS QUE TENEMOS VARIOS VALORES CON LAS SIGUIENTES PROFUNDIDADES.

PUNTOS N: PROFUNDIDAD m: HORA: HH MM

1 1.80 8,45

2 3.20 10,15

3 4.90 10,45

4 6.50 11,30

5 8.70 13,00

obras maritimas portuarias y fluviales


NO OLVIDAR BATIMETRA

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Y que las FLUCTUACIONES DE MAREAS que se observan al mismo instante cuando se efectuaron las lecturas de las sondas profundidades son las siguientes: PUNTOS MAREAS HORA 1 1.20 8,45 2 1.45 10,15 3 1.50 10,45 4 1.65 11,30 5 1.90 13,00

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Sistemas Mono haz y / Multi haz Puntos hora profundidad horas 1 8,45 1.80 8,45 2 10,15 3.20 10,15

3 10,45 4.90 10,45 4 11,30 6.50 11,30 5 13,00 8.70 13,00 POR EJEMPLO: Llevando a un grafico el punto 3, se representa lo siguiente:

MEDIANTE ESCANDALLO MEDIANTE ECOSONDA DETERMINAMOS

COMO DETERMINAMOS LAS PROFUNDIDADES


Hoy en da con

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MEDIANTE EL CALCULO DE ALTURA DE OLAS:

COMO DETERMINAMOS LA COTA DE CORONAMIENTO DE UNA OBRA EN ALTA MAR


EXISTEN LAS SIGUIENTES OLAS REPRESENTATIVAS 1 H mx T mx : ola que tiene la mxima altura entre un grupo de olas registradas. 2 H 1/10 T 1/10 : corresponde al promedio de una dcima parte de todas las alturas de las olas mayores de un grupo de oleaje. 3 H 1/3 T 1/3 : corresponde al promedio de una tercera parte de todas las alturas o las mayores de un grupo de oleaje llamada comnmente ola significativa o significante 4 H T : corresponde al promedio de un grupo de oleajes registrado.

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EJEMPLO : CALCULO Y TIPO DE OLAS


CALCULAR LAS SIGUIENTES OLAS REPRESENTATIVAS DEL EJEMPLO:

1 H mx T mx : ola que tiene la mxima altura entre un grupo de olas registradas. 2 H 1/10 T 1/10 : corresponde al promedio de una dcima parte de todas las alturas de las olas mayores de un grupo de oleaje. 3 H 1/3 T 1/3 : corresponde al promedio de una tercera parte de todas las alturas o las mayores de un grupo de oleaje llamada comnmente ola significativa o significante 4 H T : corresponde al promedio de un grupo de oleajes registrado.

OLA H (m) T (seg) OLA h (m) T ( seg ) OLA H (m) T (seg) 1 0,55 4,0 8 1,01 5,90 15 1,02 6,4 2 0,67 5,6 9 0,54 7,3 16 0,54 6,3 3 0,43 7,5 10 0,71 5,9 17 0,99 8,6 4 0,76 5,5 11 0,81 7,9 18 0,52 7,2 5 0,65 6,7 12 0,94 8,2 19 0,65 6,9 6 0,68 6,9 13 0,65 8,7 20 0,43 6,3 7 0,54 5,4 14 0,69 8,0 21 0,78 6,1

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CALCULO OLA SIGNIFICATIVA


CALCULAR LOS VALORES DE NUESTRO EJEMPLO: 1 el valor ms largo del perodo es 8,7 corresponde a la ola N 13 sin embargo el perodo Tmax es de 6,4 y corresponde a la ola N15 ya que la altura mx corresponde a esta ola con H mx con 1,02 m 2 Hay que poner atencin en que el perodo de la ola significante T 1/3 no es el promedio de una tercera parte de los perodos ms largos de todas las olas, sino el promedio de los perodos asociados a las alturas mayores seleccionadas. 3 Calcular la ola Mxima = H mx 1,02 y T mx 6,4 seg 4 Calcular la ola significativa o significante: H1/3 T 1/3 N de olas = 21 21 / 3 = 7 olas mayores H 1/3 = 1,02 + 1,01 + 0,99 + 0,94 + 0,81 + 0,78 + 0,71 / 7 T 1/3 = 6,4 + 5,90 + 8,6 + 8,2 + 7,9+ 6,1 + 5,9 / 7

H1/3

T 1/3

0,89M

7SEG

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LAS OLAS


EN QUE OPORTUNIDAD SE UTILIZAN LOS ANTECEDENTES DE REGISTROS DE LAS OLAS SIGNIFICATIVAS: 1 DISEO DE ALTURAS DE CORONAMIENTO DE ROMPEOLAS VERTICALES. Los que no debern ser de menos de alrededor de 0,6 H 1/3 sobre el nivel medio de mar. En caso de rompeolas existentes, la altura de coronamientos en puertos de gran trfico de barcos, donde el agua detrs del rompeolas es tan ancho, que las olas sobre pasantes deben ser de 0,6 H 1/3 sobre el nivel medio de mar. En puertos donde la drsena ubicada detrs del rompeolas es pequea y usada para barcos pequeos, es preferible que las olas sobre pasantes de los rompeolas sean de 1,25 H 1/3 sobre el nivel medio del mareas. Las actividades de un puerto pueden ser limitadas por las olas sobre pasantes de los rompeolas, especialmente en el puerto de gran trfico en donde el rea detrs del rompeolas es grande; en estos casos es preferible que la altura de coronamiento sea mayor a 0,6 H 1/3 sobre el nivel medio de mar.

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2 DISEO DE ALTURA DE ESCOLLERAS Si hay olas de sobre pasamiento considerables, los materiales de proteccin en el coronamiento del rompeolas se hacen inestables; por lo tanto, el ancho de coronamiento deber ser no suficientemente ancho y debe corresponder al ancho de coronamiento de 0, 6m H 1/3 sobre el nivel medio de mar

ADEMS NO OLVIDEMOS QUE: CUANDO EL TALUD Y EL PESO DEL MATERIAL DE PROTECCIN :

1 SON DIFERENTES PARA LA PARTE SUPERIOR E INFERIOR DEL TALUD EN EL LADO DEL MAR DEL ROMPEOLAS. 2 QUE EL PUNTO EN EL CUAL , EL TALUD Y EL PESO DEL MATERIAL DE PROTECCIN CAMBIAN. 3 DEBER SER MS PROFUNDO QUE 1,5 H 1/3 BAJO EL NIVEL DE AGUAS TRANQUILAS.


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1 LAS OLAS SE MANIFIESTAN por ondulaciones de la superficie del agua, ocurriendo con una gran variedad de perodos, tal como se muestra en la siguiente figura, donde se clasifica los tipos predominantes de oleaje por rango de perodos y agentes generadores:

2 Las primeras de todas, las olas de perodo ms corto, son las OLAS CAPILARES, cuyo perodo es de 0,07 [s] o menos, con una longitud de ola de 1,7 [cm] o menos, y una

altura de 2 a 3 [mm] como mximo.

Puesto que la fuerza principal del movimiento de estas olas es la tensin superficial ms

que la gravedad, SON LLAMADAS OLAS CAPILARES.

SON IMPORTANTES PUES SON

LAS PRIMERAS QUE SE FORMAN.

LAS OLAS


An cuando poseen poca energa,

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1 LAS OLAS DE VIENTO, las que pueden estar en estado de desarrollo o haber sido completamente desarrolladas. 2 De 10 a 15 [s] o menos, no es raro que tales olas excedan DE 10 [M] DE ALTURA, habindose registrado olas de hasta 34 [m] en el Pacfico Norte. 3 Cuando las OLAS DE VIENTO se mueven lejos del rea en la cual fueron desarrolladas y se trasladan independiente del mismo, ("SWELL"). 4 Generalmente ms largo, debido a que las OLAS DE PERODO corto han sido atenuadas durante su propagacin, al haberse ALEJADO DE SU ZONA DE GENERACIN.


Las olas que aparecen enseguida son

Su perodo normal es

el oleaje generado se denomina

marejada

Su perodo es

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5 DURANTE SU PROPAGACIN en una distancia larga, la altura de la ola decrece, as como su pendiente (H/L); el perodo ms largo del swell es de cerca de 20 [s].

6 LAS OLAS CON PERODOS DE 20 a 30 [s] son

llamadas olas de PERODO LARGO; como sus alturas NO SON MUY GRANDES,

7 Son las que pueden CAUSAR MAYORES PROBLEMAS EN LAS NAVES ATRACADAS, por su cercana al perodo natural de oscilacin de las naves. De generacin es poco conocida, METEOROLGICAS NOTABLES, tales COMO UN CICLN.


Las olas de viento y swell son las tpicamente llamadas OLAS DE OCANO.

stas pueden ocultarse entre las olas ordinarias, y son difciles de

observar.

Su causa

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8 ENSEGUIDA SE TIENE A LOS TSUNAMIS, cuyo perodo es de varios minutos hasta cerca de una hora y se

generan en reas semejantes a las de perodo largo, pero son tratadas de manera diferente debido a que son generadas por un movimiento brusco del fondo del mar, como terremotos submarinos y erupciones volcnicas.

Estas olas y las de perodo largo son progresivas, en el sentido que se propagan de su rea de generacin hacia un rea externa, en contraste con ondulaciones secundarias o seiches, que son oscilaciones secundarias dentro de una baha o puerto.

onda en el siguiente rango, se refiere a un perodo mayor, el de las

mareas meteorolgicas, las cuales se deben al cambio en el nivel del mar producido por causas meteorolgicas; oleaje de tormenta causado por el paso de ciclones o tifones.

Enseguida del oleaje de tormenta est la marea astronmica. Esta puede pronosticarse exactamente.


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CLASIFICACIN Y TIPOS

Cuando un objeto inicia un movimiento apuntando en una direccin en el Hemisferio Norte, sea cual sea esa direccin, la trayectoria real resulta curvada hacia la derecha respecto a la direccin inicial, en el Hemisferio Sur hacia el Sur.

CORIOLIS:

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1 Curva la direccin inicial de los vientos 2 Que se mueven entre dos puntos de alta y baja presin 3 Desvindolos, en el Hemisferio Norte, hacia la derecha de su direccin de avance y 4 En el Hemisferio Sur, hacia la izquierda.

EL EFECTO CORIOLIS

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1 SENSOR DE PRESIN: Basado en el registro de la presin sobre un sensor. El instrumento mismo es simple y robusto. Pueden tener unidades de registro propio, o estar conectados a tierra mediante cables

submarinos. Una desventaja es la prdida de registro de olas de perodo corto, debido a efectos de

filtrado hidrodinmico.

2 ACSTICO: Un pulso electrnico de 200 KHz. o similar se utiliza para medir la distancia vertical

entre un sensor ubicado bajo el agua y la superficie instantnea del mar. Al igual que en el otro caso de sensor, la unidad de registro puede estar ubicada en el

aparato mismo en tierra, conectada mediante cables. Una desventaja es que si hay muchas burbujas de aire por rompimiento violento de las

olas, se da una tendencia a prdida de la seal.

REGISTRO DE OLEAJES


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3 DE REGISTRO DISCRETO: Basado en que el contacto secuencial de la superficie del agua con electrodos, activa una seal elctrica que es registrada. Se obtiene un registro discreto pero directo de la ola. Entre sus desventajas, puede mencionarse la necesidad de mantencin continua, especialmente de limpieza de los electrodos.

4 DE CAPACITANCIA: Similar al anterior, pero con capacitores.

5 TIPO BOYA: Medicin indirecta, a travs de las aceleracin registradas en un acelergrafo (integracin dos veces del registro). Las seales son transmitidas a tierra por ondas de radio. La boya "Waverider" es el instrumento de uso ms popular en el mundo.

PARA LA DIRECCIN:

BOYAS DIRECCIONALES


Se registra slo altura

registrando movimientos (giros) en dos direcciones

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EJEMPLO: CLCULO DE OLA H 1/10

Se tiene el siguiente registro de olas: calcular: H 1/3 T 1/3 y H 1/10 T 1/10

Ola: H m T s Ola: H m T s Ola: H m T s 1 0,77 4,67 8 0,98 5,67 15 1,22 7,34 2 0,98 5,43 9 1,12 6,67 16 0,65 5,67 3 0,76 4,78 10 0,99 6,91 17 0,95 8,76 4 0,87 5,43 11 0,76 6,06 18 0,78 7,89 5 0,65 6,45 12 0,99 7,42 19 0,64 9,98 6 0,88 5,56 13 0,96 7,87 20 0,69 9,80 7 0,79 5,00 14 0,89 6,12 21 1,15 8,70

T mx 9,98 seg Ola mx : H mx 1,22 m T mx 7,34 seg ola N 15

Ola: H 1/10 T 1/10 21/ 10 = 2,1 dos mayores alturas

H 1/10 = 1,22 + 1,15 /2 1,185 m T 1/10 = 7,34 + 8,70 / 2 8,02 seg

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CALCULAR: H 1/3 y T 1/3

H 1/3 y T 1/3 Son 21 registros / 3 = 7 mayores olas

1 0,77 4,67 8 0,97 5,67 15 1,22 7,34 2 0,98 5,43 9 1,12 6,67 16 0,65 5,67 3 0,76 4,78 10 0,99 6,91 17 0,95 8,76 4 0,87 5,43 11 0,76 6,06 18 0,78 7,89 5 0,65 6,45 12 0,99 7,42 19 0,64 9,98 6 0,88 5,56 13 0,96 7,87 20 0,69 9,80 7 0,79 5,00 14 0,89 6,12 21 1,15 8,70

H 1/3 = (1,22 + 1,15 + 1,12 + 0,99 + 0,99 +0,98 +0, 97)/ 7 = T 1/3 = (7,34 + 8,70 + 6,67 + 6,91 + 7,42 +5,43 + 5,67 ) / 7 =

1,06 m

6,88 seg

registros

OLA SIGNIFICANTE bien OLA SIGNIFICATIVA

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1 USAR TABLAS ENTREGADAS POR EL SHOA.

2 VERIFICAR ALTURA DE MAREA EN EL DA.

3 MAREAS ALTAS.

4 MAREAS BAJAS.

CALCULO ALTURA DE MAREAS


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1 Las mareas se deben al flujo de la luna y del sol que ejercen sobre las aguas; por tanto las horas de las pleamares dependen, del paso de dichos astro a por el meridiano. 2 Las estaciones que sirven para obtener los registros de los niveles generados por las mareas, se les puede clasificar en primarias (Puerto Patrn de Mareas) y secundarias (Puerto Secundario de Mareas). 3 Las primeras cuentan con aparatos y/o instalaciones por un espacio de tiempo relativamente grande, mientras que las secundarias se instalan para cubrir necesidades especficas de algn proyecto de pequea magnitud, siendo operadas durante corto tiempo. 4 Cada ensenada, baha de la costa, manifiesta sus propios ritmos y escala de ascensos. Por ejemplo Tahit sube 30 cms, Nueva Escocia sobre los 12 metros. 5 En mar atlntico, las mareas suben o bajan dos veces al da y en algunas regiones del Pacfico y del Mar Indico slo una vez en perodos de 24 horas.

MAREAS: ONDA DE TRASLACIN PURA.


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1 El fondo del ocano no es una llanura, existen muchas cuencas, y dentro de cada cuenca el agua tiende a oscilar, a propagarse una al margen de otras.

2 Los puntos extremos de la cuenca arrojan mareas ms altas que su nodo central.

3 Por su parte, los instrumentos destinados a la medicin de las ondas de marea se clasifican en dos: Maremetros y Maregrafos.

4 Este plano es el que toma el Instituto Geogrfico Militar, para sus estudios de levantamientos geodsicos en sus cartas.

Para determinar el nivel medio de mar NMM:

USAMOS LA FRMULA EMPRICA DE BOUGET DE LA GRYE:

H /2 = 1/16 ( ho + 4 ( H1 + h1 ) + 3 ( H0 + h2 ) + H2 )

h0, h1 , h2 alturas de bajas mareas H0, H1, H2 altura de mareas altas

DETERMINACIN DEL NIVEL MEDIO DE MAR .


SIENDO:

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H /2 = 1/16 ( ho + 4 ( H1 + h1 ) + 3 ( H0 + h2 ) + H2 )

SE TIENEN LAS SIGUIENTES ALTURAS DE MAREAS, CALCULAR EL NIVEL MEDIO DE ESOS REGISTROS

Ho = 4,35 m H1 = 4,70 m H2 = 4,90 m

ho = 2,35 m h1 = 2,75 m h2 = 2,40 m

H /2 = 1/16 ( 2,35 + 4 ( 4,70 + 2,75 ) + 3 ( 4,35 + 2,40 ) + 4,90 ) H /2 = 1/16 ( 6,35 ( 7,45) + 3 ( 6,75) + 4,90 ) H /2 = 1/16 ( 47,31 + 20,25 + 4,90 ) H /2 = 1/16 ( 72,46)

H /2 = 4,53

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DRAGADOS Y CORONAMIENTO DE OBRAS CORRECCIN DE PLEA SE RESTA

CORRECCIN DE BEJAMAR SE SUMA

a

b

c

TABLA PARA CORRECCIN DE MAREAS

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LA NAVE QUE REALIZA SONDAJES

SE UBICA EN EL RANGO DE MAREA, SEGN HORARIO.

PLEA-MAR

BAJA-MAR

12,25 HORAS

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EJEMPLO DESARROLLADO EN CLASES

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ESTUDIE: RESOLVER LO SIGUIENTE EN SU CASA:


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27/04/2012

2:56 0.98 P

8:15 0.64 B

15:01 1.38 P

22:17 0.55 B

Otro problema para la casa: ver marea a las 6:35 h:m

Del 27/04/2012

Otro problema: ver marea a las 19:15 h:m

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OTRO DOS PROBLEMA PARA SOLUCIONAR EN LA CASA:

27/04/2012

2:56

0.98 P

8:15 0.64 B

Del 27/04/2012

Del 27/04/2012

27/04/2012

15:01 1.38 P

22:17 0.55 B

ver marea a las 19:15 h:m

ver marea a las 6:35 h:m Alumnos realizan en

clases.

Tarea a realizar en casa

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SQUAT: Hundimiento: Asentamiento de la nave debido a la depresin de la superficie del agua, asociada a la navegacin del buque. A mayor velocidad, mayor es el efecto. TRIM: Asentamiento longitudinal. Se refiere a la disparidad de calados de proa y popa. RESGUARDO: Valor emprico, depende entre otros aspectos de naturaleza del fondo, vara entre 0,6 y 1,2 m; el primero para fondos blandos, el segundo para fondos rocosos.

EL CALADO DE UN BUQUE = DESDE NIVEL DE FLOTACIN A LA PARTE MS BAJA DEL BUQUE (QUILLA)

PARA CONTEMPLAR EL CALADO DE UN SITIO DE ATRAQUE, ES NECESARIO CONSIDERAR UNA SERIE DE FACTORES, TALES COMO:

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PROFUNDIDAD: Depende de variados factores. Entre ellos los siguientes: a. Calado mximo de la nave de diseo b. Rgimen de Mareas c. Cambios de densidad del agua (Vlido fundamentalmente para casos de ros y lagos. En el mar descartable)

CANALES DE APROXIMACION Y ENTRADA A LA BAHIA O DARSENA

DRSENA DE CIABOGA

CANAL DE NAVEGACIN

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MOVIMIENTOS DE UN BARCO:

MOVIMIENTO BARCO NAVEGANDO

QUE ES VITAL

OBSERVAR

1 CALADO 2 PROFUNDIDAD 3 RUTAS DE NAVEGACIN 4 VAS DE ACCESO SITIOS 5 DRAGADOS 6 BATIMETRAS

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ANCHO: Se mide al nivel de la profundidad de diseo, no de la lnea o superficie del agua. Distintos criterios, ya sean en funcin del N de Mangas (3-4 una va; 6-7 dos vas; en condiciones ideales), o de Esloras (una a dos esloras, dependiendo de las condiciones). ALINEAMIENTO: La idea es procurar un nivel de navegacin segura en cualquier condicin de carcter topogrfica, meteorolgica o martima. Obviamente, lo ideal es lo recto, pero si es necesario efectuar un cambio de direccin, ojal menor de 30. ANCHO DE ENTRADA: En general los mismos criterios que para la determinacin del ancho del canal. Como una gua, los siguientes valores (Recomendaciones japonesas): Tamao de la nave (TRB) Ancho efectivo (m) 10.000 ~ 50.000 200 ~ 300 5.000 ~ 10.000 150 ~ 200 1.000 ~ 5.000 100 ~ 150 100 ~ 1000 50 ~ 100

ADEMS DEL CALADO, RUTA DE NAVEGACIN, VAS DE ACCESO NOS INTERESA DETERMINAR:

TRB=toneladas de registro bruto

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1 Que no existan ventarrones cruzados a la direccin de entrada. 2 Las corrientes transversales debieran ser dbiles, preferiblemente menores de 2 nudos, si es que existen. 3 Las corrientes de marea vaciante, menores de 4 nudos. 4 Las naves mayores que ingresen a la drsena o baha, no debieran estar sujetas a olas de altura apreciable en la direccin de acceso, ni las naves menores a olas de travs (transversales) 5 El rea alrededor del acceso debe estar libre de arrecifes o bajos de arena o cualquier tipo. 6 Debe estar lejos de la zona de rompientes de olas de tormenta.

LA UBICACIN DE LA ENTRADA DE ACCESO SE DETERMINA TOMANDO EN CUENTA LOS SIGUIENTES ELEMENTOS:

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LA DISPOSICIN DE LOS ROMPEOLAS DEBE SER PLANIFICADA : 1 Tomando en cuenta la ubicacin de la entrada. 2 El rea a ser protegida por el rompeolas. 3 La tranquilidad o abrigo de la baha con respecto al oleaje, y la topografa.

UBICACIN ROMPEOLAS

4 Cuadrante desde donde viene la peor tormenta, y por ende las mayores olas. 5 Playas aportadoras de arena. 6 Espigones interiores.

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1 La mayora de las drsenas se disean con slo una entrada, pero en algunos casos se considera ms de una por razones como las siguientes: 2 Una base naval preferir mltiples entradas, por razones de carcter estratgicas. 3 Hay casos en que existen dos direcciones prevalecientes para el viento y las olas, de modo que con slo una entrada no es posible asegurar un acceso seguro durante todo el ao a las naves. 4 El trfico es muy intenso, pudiendo ser recomendable separar el trfico de naves mayores y menores. 5 El problema es que con entradas mltiples generalmente se produce mayor agitacin al interior de la drsena, por lo que debida consideracin ha de darse a este aspecto.

NMERO DE ENTRADAS A SITIOS DE ATRAQUE:

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1 LOS FACTORES QUE AFECTAN LA TRANQUILIDAD DE UNA BAHA SON 1 el viento, 2 las corrientes y 3 las olas. 2 La proteccin contra el viento en condiciones de temporal es casi imposible, aunque en algunos puertos se ha utilizado barreras contra el viento: la ubicacin es clave. 3 Las corrientes dentro de una baha generalmente no presentan problemas, excepto en aquellas ubicadas a lo largo de un estrecho con fuertes corrientes de marea o casos semejantes. 4 Para el oleaje se establece normalmente alturas admisibles, en funcin de las maniobras y las operaciones de transferencia de carga. Olas significativas 5 Para naves entre 5.000 y 50.000 DWT, preferible oleaje menor a 0,5 m; para naves pequeas, menores de 5.000 DWT, preferible menor de 0,3 m.

ABRIGO DE DRSENAS:

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DISTANCIA DE FRENADO: 1 Una nave que ingrese a una baha requerir una cierta distancia para que pueda producirse su detencin total. 2 La distancia de detencin depender de la velocidad de la nave y de si la mquina (el motor) es ya se a apagada o puesta a media o toda mquina atrs. 3 Ciertas recomendaciones establecen una distancia mnima de 4 veces la eslora, a dejar entre la Entrada de la baha y un sitio, asumiendo que la velocidad de la nave que entra es en torno a 6 nudos. REA DE MANIOBRAS: 1 Un buque que ingrese a una drsena debe girar sobre s mismo antes de salir de ella, a menos que el puerto tenga dos entradas y mantenga el trfico en un solo sentido. 2 Tambin se necesita un rea de maniobras para que la nave pueda efectuar las maniobras de atraque. 3 El radio mnimo del rea de maniobras es una (1) eslora en caso que exista asistencia de remolcador, 1,5 veces si no existe. Variable, en todo caso, segn condiciones especficas del lugar.

DRSENAS INTERIORES INTERESA

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1 UNA DRSENA es mejor si proporciona REAS PARA EL FONDEO (fondear: tirar anclas) protegidas, sin embancamientos ni restos sumergidos. 2 El tamao de estas reas depender de las CONDICIONES DEL LUGAR, en trminos de tipo de fondo para el anclaje, VIENTO, PROFUNDIDAD, etc.

REA DE FONDEO:

NMM

OLAS MAYORES SOBRE NMM

NO DEBEN SOBREPASAR

ESTE DIQUE

ES NECESARIO DETERMINAR LA COTA DEL FONDO DE LA ESCOLLERA EN LA PLEA DEL DA, AL MISMO TIEMPO SU N.M.M.; LUEGO ADOPTAMOS LOS VALORES DE OLA SIGNIFICATIVA SEGN REQUERIMIENTOS DEL PUERTO EN SU ZONA ABRIGADA

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PROFUNDIDAD: 1 Depende del calado de la nave de diseo. 2 Normalmente se adopta un resguardo de 2 a 4 pies, un % (10%) de la profundidad. LONGITUD: 1 Para su amarre, un buque utiliza espas (lneas de amarra) en ngulos Oblicuos a proa y popa del mismo, 2 adems de otras, de manera que el sitio de atraque debe ser de una longitud mayor que su eslora. 3 Recomendaciones establecen valores entre 15 y 10 [m] en los extremos de sitio, y 15 - 20 [m] entre dos naves. SEPARACIN ENTRE SITIOS PARALELOS: 1 La separacin depende del tamao de las naves que los utilicen. 2 Algunas recomendaciones establecen valores de dos (2) mangas de la nave de diseo ms 100 pies para muelles con un sitio cada uno, y tres (3) mangas ms 150 pies en el caso de muelles con dos sitios cada uno. 3 Otras recomendaciones indican una eslora para menos de tres sitios, y 1, 5 esloras para ms de cuatro sitios.

4 SITIOS DE ATRAQUE

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La disposicin de muelles en los puertos puede ser clasificada desde distintos puntos de vista. En la figura que sigue, se clasifican segn el modo en que se disponen. MUELLES NO PROTEGIDOS: Se adopta cuando: i) las olas existentes son pequeas; ii) las recaladas de las naves son poco frecuentes y en poca de buenas condiciones martimas; iii) para super tanques (VLCC Very Large Crude -oil Carriers) o mineraleros, para los cuales la proteccin mediante rompeolas es innecesaria. SITIO ADOSADO AL ROMPEOLAS: 1 Esta puede ser una alternativa cuando slo se requiere uno dos sitios de atraque. La construccin puede ser efectuada en un corto perodo. 2 El rompeolas mismo debe ser lo suficientemente alto para prevenir el sobrepaso (overtopping). 3 Dificultoso instalar almacenes a costado de sitio, por lo que deberan colocarse en las explanadas posteriores, pudiendo hacer ms ineficiente la operacin segn el tipo de carga que se trate. La mayora de las veces, este tipo se emplea en combinacin con otras disposiciones.

DISPOSICIN DE LOS MUELLES:

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1 Este tipo puede utilizarse cuando no se requiere un gran nmero de sitios y cuando hay suficiente profundidad de agua al borde de la costa. 2 La longitud de rompeolas por sitio es en general mayor que en el caso de utilizarse muelles o espigones. 3 El volumen de dragado inicial por sitio depende de la batimetra del rea. Muelles y espigones: 1 Es muy comn, porque permite una mayor cantidad de sitios por unidad de longitud de borde costero que en el caso de muelles marginales. 2 Pueden ubicarse muelles y espigones. 3 Para su construccin, normalmente debe esperarse a que el rompeolas tenga suficiente longitud para proporcionar abrigo a las faenas. 4 El nmero de sitios a construir es indeterminado, dependiendo del tamao necesario del puerto y las condiciones del lugar.

SITIOS MARGINALES (MALECONES):

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Es lo ms comn de los puertos existentes en Chile, pues combina las ventajas de ambos tipos de puertos. EN DRSENA INTERIOR: 1 Cuando un nuevo puerto ha de desarrollarse en un sector de terrenos bajos, o una costa con pantanos y lagunas, se puede excavar y dragar para construir una drsena sin incurrir en excesivos costos de construccin. 2 En este caso, la funcin principal de los rompeolas es proteger la entrada a la drsena de las olas y la sedimentacin, pudiendo por tanto ser de una longitud menor que en otras disposiciones. 3 Los sitios normalmente toman la forma de malecones.

COMBINACIN DE MUELLES, ESPIGONES Y MALECONES:

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1 Este tipo de layout es muy apropiado para el caso que se este considerando algn tipo de desarrollo industrial dentro del puerto, ya que se necesita de grandes reas para la construccin de plantas y fbricas, y una mnima distancia entre los sitios y las plantas. 2 Una de las ventajas de esta disposicin, es la posibilidad de ampliaciones futuras con mnimas o nulas modificaciones del layout de los rompeolas. MUELLES SECOS: 1 Cuando el rango de variacin de mareas es alto, por ejemplo 4 m o ms, el cambio de altura de la cubierta del buque hace ineficientes o imposibles las operaciones de transferencia de carga, por lo que puede ser conveniente utilizar este tipo de instalaciones, con esclusas a su entrada. 2 Si esta instalacin es construida en la costa, de todas maneras necesitar proteccin de rompeolas, para minimizar el efecto del oleaje sobre las esclusas, as como de las corrientes.

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DELANTAL: 1 Generalmente su ancho lo entrega el galibo de la gra de orilla que opera. 2 El ancho del delantal depende tambin del modo en que se efecta la transferencia de carga, el que a su vez depende del tipo de carga. 3 Mientras el mnimo es de alrededor de 10 [m], la introduccin de los cargadores frontales ha hecho que deba extenderse a valores del orden de 15 ~ 20 [m]. 4 Para naves superiores a 5.000 DWT, el ancho mnimo es del orden de 20 [m]. ALMACENAMIENTO CUBIERTO Y DESCUBIERTO: 1 En general, dependiendo del tipo de carga, el almacenamiento puede efectuarse en almacenes (cubierto) o al descubierto. Para el caso de almacenamiento cubierto, la superficie media necesaria por sitio es del orden de 5.000 a 8.000 [m2]. 2 Para el almacenamiento descubierto (cargas tipo carbn, minerales o madera), las superficies necesarias pueden llegar a ser del orden de 10.000 a 20.000 [m2] por sitio; para contenedores, del orden de 7 a 20 [H/sitio] (70.000 a 200.000 [m2/sitio]) como rea total, incluyendo vas de trnsito, circulacin y accesos. 3 El punto clave es la forma de manejo de la carga, en cuanto a tipo de equipamiento y tiempos de estada.

EXPLANADAS DE OBRAS PORTUARIAS

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Adems de las condiciones de entrada a la baha, disposicin de rompeolas y de sitios de atraque, los siguientes factores gobiernan la seleccin de algn tipo especfico de disposicin general de un puerto: 1 Topografa costera y submarina 2 Nmero de sitios necesarios, ya sea a mediano y largo plazo. 3 Condiciones del subsuelo para construccin y dragados. 4 Costos de construccin 5 Perodo de tiempo disponible para puesta en operacin del puerto.

DISPOSICIN GENERAL DE UN PUERTO

Topografa costera

Topografa sub-marina

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Al tratar de las disposiciones y de la construccin de las obras exteriores de los puertos, as como de la conservacin de los sitios de atraque en la profundidad para la que fueron construidos es necesario efectuar excavaciones bajo el agua.

ESTAS EXCAVACIONES ALCANZAN MUCHA IMPORTANCIA Y HAN SIDO ELLAS, MUCHAS VECES, LAS NICAS OBRAS QUE HA HABIDO QUE EMPRENDER PARA DAR

SOLUCIN A TODO EL PROBLEMA.

SE EFECTAN POR MEDIO DE DRAGAS (embarcacin equipada para excavacin acutica).

DRAGADOS

EXCAVACIN BAJO AGUA

D R A G A D O

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1 Mantener o incrementar las profundidades de los puertos o vas navegables 2 Sanear terrenos pantanosos abriendo zanjas que permitan el libre flujo de las aguas; 3 Eliminar, en las zonas en que se proyectan estructuras, los suelos de mala calidad para sustituirlos por otros adecuados y, 4 En general, efectuar movimientos de tierra cubiertas por las aguas.

EL DRAGADO TIENE POR OBJETO

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1 DRAGAS MECANICAS

2 DRAGAS DE SUCCION

3 DRAGAS CON CABEZA CORTADORA

4 DERROCAMIENTOS

Todo el sistema de dragado esta montado sobre una

embarcacin.

(Su tamao influye en la estabilidad de la draga)

TENER CONOCIMIENTO DE

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1 CANGUILONES O DE ROSARIO, LAS DE GRUA (ALMEJA, GRANADA,GARFIOS)

2 GENERALIDADES

SE REQUIERE TENER PRESENTE QUE

1 Son estructuras robustas y no transportan el material extrado

2 APLICACIONES

3 Correccin de profundidades en canales martimos y canales navegables

DRAGAS MECANICAS

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SON DIVERSOS LOS TIPOS DE LAS DRAGAS PERO, EN GENERAL, PUEDE INTENTARSE SU CLASIFICACIN ATENDIENDO A LOS FACTORES QUE A CONTINUACIN

SE INDICAN:

SI PUEDEN NAVEGAR POR SUS PROPIOS MEDIOS. En este caso, las dragas reflejan su caracterstica de movilidad o amovilidad en la forma que tiene su casco, es decir, ser del tipo 1 de un barco si la draga posee medios propios de propulsin y 2 de chaln en el caso contrario. La condicin de movimiento es indicio tambin de la zona en que la draga debe trabajar; 1 en efecto, en mar abierto o en zona de poco abrigo, slo podr trabajar una draga que pueda moverse por sus propios medios; 2 en el interior abrigado de los puertos, en los ros y canales interiores, el trabajo lo puede realizar cualquier tipo de draga. Si almacenan con ellas el producto del dragado.

MOVILIDAD - PROPULSIN - CHALANES

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DRAGAS PORTADORAS O DE TOLVA a las que cuentan con depsitos en los que puede almacenarse el material dragado en forma transitoria. Por otro lado, se les llama NO PORTADORAS O DE DESCARGA INMEDIATA las que, como su nombre lo indica, descargan el material a medida que lo dragan, ya sea, a chalanes o a un lugar alejado por medio de canales o de tuberas.

De acuerdo con el equipo de ataque de que dispongan. Esta tercera clasificacin de las dragas, atendiendo a la naturaleza de su aparato de ataque es la que a continuacin se indica:

1 Dragas de pala. 2 Dragas de almeja. 3 Dragas de granada. 4 Dragas de rosario. 5 Dragas de succin. A pesar de que la clasificacin anterior se encuentra bastante generalizada puede reducirse a

lo siguiente: 1 Dragas de cuchara. 2 Dragas de succin.

Clasificacin general

LA DISTINCIN ENTRE LAS DRAGAS ES SU CAPACIDAD PARA ALMACENAR EL PRODUCTO DRAGADO

DENOMINNDOSE:

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1 REMOCIN DE MATERIAL: Construccin de nuevos Puertos, Canales de acceso, Excavacin de zanjas para tuberas sumergidas, Cimentaciones marinas, Mantenimiento de puertos, canales en ros y represas. 2 RELLENO DE MATERIAL: Habilitacin de nuevas tierras para uso portuario, industrial, agrcola. Rellenar las cimentaciones de rompeolas, caissons y lneas de tubera sumergida. Proteccin costera, formacin de diques y alimentacin de playas en erosin. 3 INTERCAMBIO DE MATERIALES: Excavacin y remocin de material no apto para cimentaciones y su reemplazo por material adecuado para soportar las estructuras acuticas. 4 GANANCIA DE MATERIALES: Para obtener agregados de construccin, extrayendo minerales de los lechos de mares y ros.

OBJETIVOS DEL DRAGADO

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1 Antes de proceder a los trabajos es preciso hacer el levantamiento hidrogrfico de la zona de trabajo y sus cercanas. 2 recomendndose que los sondeos se hagan con eco-sonda, que es un procedimiento muy rpido que registra en forma permanente el perfil de cada una de las secciones que se tomen. 3 sin embargo, en las cercanas de las estructuras debe hacerse una verificacin con sondaleza ya que pueden registrarse ecos deformados que falsearan el registro de profundidades. 4 Como es natural, se deben hacer siempre las correcciones por mareas al pasar los datos a las cartas respectivas y referirse a un mismo plano de comparacin. 5 Ya en posesin del plano batimtrico se proceder a la ejecucin de los trabajos que a continuacin se citan:

TRABAJOS PREVIOS AL DRAGADO

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A.- Delimitacin de la zona por dragar. B.- Para la ejecucin de este trabajo se colocarn las boyas y marcaciones necesarias a fin de que los operadores de la draga conozcan exactamente la zona por dragar. C.- Eleccin del sitio de vaciado del material dragado. D.- Es de gran importancia aprovechar el material de dragado en el relleno de zonas bajas, en la construccin de bordes y, en general, en todo aquello que produzca un beneficio. E.- El costo de dragado es elevado as como todo movimiento de tierras, por lo tanto, es preciso que el material se aproveche en obras de beneficio que disminuyan los costos en forma substancial. F.- Programacin del empleo del tren de dragas. Con el plano geolgico de la zona a dragar debe procederse a distribuir el equipo de dragado de acuerdo con las caractersticas del material y de la zona de trabajo.

TRABAJOS A EJECUTAR

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LOS MECANISMOS ENVUELTOS EN EL PROCESO DE DRAGADO PUEDEN CLASIFICARSE EN LAS SIGUIENTES FASES:

TRATAMIENTO PREVIO: Usualmente se aplica en fondos rocosos, consiste en fragmentar el material previamente a la realizacin del Dragado propiamente dicho. Ya sea mediante voladura o mediante martinetes especiales. EXTRACCIN: Esta fase implica el movimiento del suelo desde su posicin original, haya sido sometido o no a tratamiento previo y su entrega al medio de transporte. Frecuentemente es la combinacin de dos operaciones, la primera que desintegra o disloca el material y la segunda que lo mueve. TRANSPORTE: Esta fase cubre el movimiento del material desde el sitio de Dragado hasta el lugar de depsito del material dragado. ELIMINACIN: Es la descarga del material dragado en las zonas o lugares establecidos.

PROCESO DE DRAGADO

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EXISTEN BSICAMENTE TRES TIPOS DE DRAGAS: 1 Mecnicas, 2 Hidrulicas y 3 Neumticas. 1 LAS DRAGAS MECNICAS se caracterizan porque la extraccin y transporte no dependen de inducir un flujo o corriente de agua, se realiza mediante accin mecnica directa e izaje hasta una barcaza especial (Gnguil) o en bodega propia. 2 LAS DRAGAS HIDRULICAS, pueden ser de succin pura, eficientes en dragado de material granular suelto que se caracterizan porque el proceso de extraccin y transporte dependen directamente de inducir mediante bombas hidrulicas un flujo de agua que sobre la base de su capacidad erosiva disgrega el material. El otro tipo de Dragas hidrulicas lo constituyen aquellas equipadas con un CABEZAL DE CORTE ADYACENTE a la boca de succin, de esta manera el material es removido o cortado, constituyndose en apto para el transporte hidrulico.

CLASIFICACIN DE DRAGAS

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3 LAS DRAGAS NEUMTICAS consisten bsicamente en un tubo rgido cuyo extremo superior se mantiene al aire libre y cuyo extremo inferior se mantiene en contacto con el fondo, luego mediante un grupo de compresoras de elevada presin y caudal, se inyecta aire al interior del tubo mediante toberas ubicadas cerca al fondo, de esta manera se crea un pistn de aire que sube rpidamente por la tubera, induciendo la entrada de agua que arrastra sedimentos, desplazndose esta mezcla hasta el extremo del tubo en superficie donde es vertido.

A CONTINUACIN SE DESCRIBEN BREVEMENTE LOS TIPOS MS IMPORTANTES DE EQUIPOS DE DRAGADO: 1 DRAGAS MECNICAS: 2 DRAGA DE CUCHARN DE ALMEJA (GRAB DREDGER): stas pueden ser estacionarias o de autopropulsin. Estas dragas poseen como casco, una balsa o pontn que se fondea mediante anclas y sobre el cual se dispone el aparato dragador,

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1 Darrik, provisto de una pluma mvil. 2 En cuyo extremo superior se disponen poleas por las que pasan los cables o cadenas destinadas a manejar el elemento que excava. 3 Este elemento excavador, es un capacho de forma cilndrica (como una especie de almeja). 4 Este aparato se eleva sobre el nivel del agua y se deja en la posicin en donde se desee extraer material. 5 Luego tirando de una cadena o cable, se deja caer en el punto en donde se desea dragar, mantenindolo suspendido de manera de que caiga abierto y se entierre en el suelo, entonces se tira de la otra cadena o cable, con lo cual el capacho trata de cerrarse. 6 Llenndose con el material que est conformando el terreno. 7 Y termina por desprenderse de l, elevndose para volver a descargarse tirando de la primera cadena o cable.

EL APARATO DRAGADOR EST COMPUESTO POR:

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1 Depende de la capacidad til del capacho, y del nmero de operaciones que pueden efectuarse en una hora, el que depende del tamao o mejor dicho del peso de los capachos cargados. 2 Se debe tener en consideracin que el capacho se llena ms o menos segn sea el material que se trata de extraer, siendo la arena la que ms se acerca al rendimiento antes mencionado; slo la experiencia directa o la comparacin pueden dar datos suficientemente aproximados de los que se puede obtener para un terreno determinado.

EL RENDIMIENTO DE ESTAS DRAGAS

VENTAJAS: 1 Como el aparato de trabajo se mueve verticalmente, se puede trabajar en sitios en en que hay poco espacio, como por ejemplo al pie de los malecones u otras obras de atraque de los puertos. 2 Permite trabajar en profundidades mucho mayores que con los otros sistemas. 3 Puede trabajar con bastante agitacin de agua, la que no ser limitada sino por los movimientos que tome el casco mismo. 4 Tiene un costo relativamente bajo en comparacin con otros sistemas de dragas. 5 Tiene gran capacidad para dragar materiales pedregosos, los cuales son de gran dificultad para las dragas hidrulicas.

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1 Consiste en una barcaza equipada con una cadena sinfn de cucharas o cangilones, que se mueven desde el punto de corte hasta un punto por encima de la superficie del agua. 2 Cada cuchara o cangiln excava su propia carga, la transporta sobre la superficie y la descarga al rotar alrededor del punto ms alto de su recorrido, depositando esta carga en la tolva del barco o en otros barcos. 3 La fuerza de corte es alta y tiene un mnimo deslizamiento. 4 El trabajo de recoleccin, transporte y disposicin del material es un ciclo continuo mientras avanza el barco. 5 La maniobrabilidad en el interior de un puerto es alta. 6 Se usa intensamente en la explotacin comercial de arena y grava, as como tambin, en la recuperacin de diversos minerales y metales preciosos. 7 La inversin inicial es alta pero se compensa con la capacidad de trabajo y la rapidez, disminuyendo el costo a largo plazo. 8 La velocidad es de 10 a 18 cangilones por minuto.

DRAGA DE CANGILONES O DE ROSARIO (BUCKET DREDGER):

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1 Mayor rapidez. 2 Costos ms bajos. 3 Mejor acabado.

DRAGA DE PALA (DIPPER DREDGER): 1 Son generalmente estacionarias. Inicialmente partieron como dragas mecnicas pero, con el tiempo, han sido reemplazadas por dragas hidrulicas las cuales realizan una labor ms eficiente. 2 Las dragas de cuchara fueron empleadas durante mucho tiempo debido, principalmente, a la disposicin de su rgano de trabajo que es una cuchara o pala que se descarga por la parte de atrs la que se eleva hasta la altura en que se debe hacer la descarga. 3 Las dragas de cuchara estn formadas por un pontn o balsa de madera o acero, en uno de cuyos extremos se coloca un brazo armado el que soporta el rgano de trabajo que, a su vez, est formado por un brazo rgido que lleva en su extremo inferior una pala.

ESTA DRAGA MECNICA ES CON LA QUE SE OBTIENEN MEJORES CARACTERSTICAS DE EXCAVACIN, TALES COMO:

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4 Este brazo se articula por medio de una cremallera, que engrana en un pin y que permite elevar o hacer bajar la pala. 5 Para trabajar se deja caer la pala y se tira de la cadena, que la arrastra hacia adelante levantando enseguida el brazo con la pala; cuando sta aparece fuera del agua, se hace girar el soporte y se descarga abriendo la tapa de atrs de la pala por medio de una cadena maniobrada con un picaporte. 6 Antes de empezar a trabajar la balsa se debe sostener mediante puntales, accionados a mano o mecnicamente, cuyo objetivo es el de evitar que el casco se hunda cuando la pala encuentra una resistencia en el suelo. La capacidad volumtrica de las palas varan extensamente siendo, con frecuencia, de 2 m3 pudiendo llegar hasta 12 m3. EL RENDIMIENTO DE ESTAS DRAGAS alcanza condiciones ordinarias de 600 a 700 m3 en terrenos de arena o arcilla suelta, 450 m3 en arcilla dura y 300 m3 o menos en cascajo y piedra. EL PRINCIPAL INCONVENIENTE QUE PRESENTAN ESTAS DRAGAS, es que slo pueden trabajar enaguas tranquilas, pues el oleaje dificulta mucho su trabajo; adems su rendimiento disminuye rpidamente con el aumento de la profundidad.

OTRAS

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1 Por estas razones su empleo es mucho menor que en otros tiempos, pues existen dragas que no poseen dichos inconvenientes. 2 Se recomienda su empleo para formar taludes o cuando el fondo a dragarse es pedregoso. Su profundidad ptima de uso es de 10 m.

VENTAJAS: 1 Este tipo de draga tiene un costo relativamente bajo con respecto a la amplia gama de dragas que existen en el mercado. 2 Su principal ventaja reside en la fuerza intensa que puede ejercer con la pala para arrancar el material a extraer. 3 Su uso es adecuado para la excavacin de materiales compactos y duros, rocas y otras formaciones macizas despus de dinamitarlas, teniendo en cuenta su tamao, puede decirse que esta draga se ocupa de materiales de gran tamao, reduciendo consiguientemente las voladuras necesarias.

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DRAGA DE ARRASTRE Y SUCCIN CON TOLVA (Trailing Hopper suction dredger): 1 Esta draga trabaja navegando, tiene una bomba de dragado y una tubera de succin con un cabezal adecuado que se desplaza en contacto con el fondo en la zona de dragado, aspirando una mezcla de agua y materiales hasta la bomba, desde donde es impulsada hacia la tolva (o cantara) de la draga, 2 Una vez llena esta tolva, la draga viaja a toda velocidad hacia la zona de descarga en aguas profundas, en donde las compuertas inferiores de la cantara son abiertas y se vaca el material dragado. 3 Estas dragas son adecuadas para el mantenimiento y los trabajos de mejoras en las drsenas y vas de acceso de los puertos donde el trfico, probablemente, no permita el uso de dragas estacionarias.

DRAGAS HIDRULICAS:

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DRAGAS DE SUCCIN ESTACIONARIA (PIPE LINE DREDGE): 1 Consiste en un flotador (nunca autoportante y rara vez automotor) del que cuelga una escala, central o lateral, suspendida de un pescante.

2 La escala soporta el tubo de succin y la centrfuga descarga por una tubera de impulsin a tierra

o a un gnguil.

3 Al aspirar, si los materiales del fondo estn sueltos, se extraen e impulsan emulsionados con

el agua; si son ms coherentes, se monta en la boca un desagregador o cutter que es un aparato

giratorio que lleva una corona de cuchillas y con el que no solamente se corta el terreno, sino que se

aumenta la concentracin de la emulsin.

4 Sin cutter se pueden dragar arenas o fangos, as como tambin arcillas, gravas e incluso margas.

SON EMBARCACIONES PROVISTAS DE UNA O DE VARIAS CENTRFUGAS

QUE ASPIRAN EL TERRENO POR MEDIO DE UNA CAERA O TUBOS

MANEJABLES QUE APOYAN O PENETRAN EN EL FONDO.

DENTRO DE ESTA CARACTERSTICA PUEDEN SER:

1 estacionarias,

2 al ancla

3 o de arrastre.

DRAGAS DE SUCCIN:

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1 En lugar de cutter se comenz a utilizar la rueda de dragar, formada por

cangilones muy prximos, que carecen de fondo y de parte del dorso, quedando en

comunicacin con la boca de succin.

2 Para determinados suelos de mayor rendimiento, especialmente, para

grandes distancias de impulsin.

3 La descarga a gnguil tiene que hacerse a travs de dispositivos dispersores

que disminuyen la velocidad de turbulencia y facilitan la sedimentacin.

4 Ms frecuente es la descarga a tierra, en cuyo caso la tubera de impulsin se

compone de dos tramos, uno sobre flotadores y otro fijo a tierra.

5 El primero tiene por objeto compensar la variacin de altura de la marea y los

desplazamientos de la draga a cuyo fin se disponen, entre cada dos flotadores, juntas

que pueden ser articulaciones esfricas o manguitos elsticos de goma.

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EJEMPLO DE DRAGAS MECANICAS

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DRAGAS DE ALMEJA

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DRAGAS DE ROSARIO

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DRAGAS DE SUCCION ESTACIONARIAS

Flotador, nunca autoportante y rara vez automotor Descarga por una tubera de impulsin a tierra o por un gnguil

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DESCARGA A GANGUIL

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1 Si el fondo es coherente se usa un cutter o desagregador

2 Corta el terreno y aumenta la concentracin de la emulsin

3 Permite dragar gravas, arcillas e incluso fangos

4 Sin cutter slo arenas o fangos


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84

1 LA DESCARGA A GANGUIL SE HACE A TRAVES DE DISPOSITIVOS DISPERSORES QUE DISMINUYEN LA TURBULENCIA Y FACILITAN LA SEDIMENTACION

2 ES MAS FRECUENTE LA DESCARGA A TIERRA PARA LO CUAL SE DISPONE DE DOS TRAMOS DE TUBERIA



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85

1 DRAGAS DE SUCCION ESTACIONARIAS

2 DRAGAS DE SUCCION AL ANCLA

3 DRAGAS DE SUCCION DE ARRASTRE

DRAGAS DE SUCCION


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86

1 RENDIMIENTO DEPENDE DEL TIPO DE TERRENO Y DE QUE EL CUTTER SEA EL MAS CONVENIENTE

2 DRAGAS MODERNAS TIENEN RENDIMIENTOS DESDE 500 A 2000 m3/hora

3 LAS TUBERIAS FLOTANTES SUPONEN UN OBSTACULO, LO QUE LAS HACE INADECUADAS PARA DRAGAR LOS CANALES DE PUERTOS

4 SON LAS MAS INDICADAS PARA CONSTRUIR NUEVOS CAUCES Y PARA RELLENOS



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87

1 AUTOMOTORA Y AUTOPORTANTE

2 BARCO CUYAS BODEGAS HAN SIDO REEMPLAZADAS POR CANTARAS DONDE SE DEPOSITAN LOS MATERIALES DRAGADOS

3 SE ESTACIONAN DE PROA A LA CORRIENTE MEDIANTE DOS ANCLAS

4 HALANDO UNO DE LOS CABLES Y ARRIANDO EL OTRO SE ABANICA Y VIRANDO SIMULTANEAMENTE LOS DOS SE AVANZA

DRAGAS DE SUCCION AL ANCLA


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88

5 LOS MOTORES ACCIONAN LAS HELICES

CUANDO NAVEGA Y LA CENTRIFUGA CUANDO

DRAGA

6 INCLINACION OPTIMA DE 30 A 45 CON EL

TUBO DE SUCCION DIRIGIDO A PROA

7 TUBO PUEDE SER RIGIDO O FLEXIBLE



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89

1 LA ENTRADA A LA CENTRIFUGA SE PROTEGE CON UNA REJA Y ANTES UN TRAMO DE TUBERIA CAJA DE PIEDRAS

2 LAS CENTRIFUGAS DESCARGAN A LAS CANTARAS POR UN CANAL ABIERTO O POR UNA TUBERIA PERFORADA, CON DISPOSITIVOS QUE DISMINUYEN LA TURBULENCIA Y FACILITAN LA SEDIMENTACION

3 CANTARAS DE 300 A 500 m3

FONDO CON TRAMOS DE PENDIENTES DE 4 A 2 AGUAS

DRAGA LEVA ANCLAS Y VA A VERTER AL FONDO O DESCARGA A TIERRA POR TUBERIAS



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90

4 ARENAS Y FANGOS DECANTAN MUY MAL

5 PARA ARENAS LIMPIAS SE PUEDE CARGAR LA CANTARA EN UN 85% DE SU VOLUMEN EN 30 A 50 MINUTOS.

6 EN FANGOS CAPACIDAD DE 25 A 30% DEL VOLUMEN DE LA CANTARA

7 EL DRAGADO NO TIENE LA PRECISION QUE LAS DE ROSARIO PORQUE LA SUCCION ALCANZA DISTANCIAS MUY VARIABLES SEGN LA PROFUNDIDAD DEL DRAGADO Y LA NATURALEZA DEL TERRENO

8 NO SE USAN EN MUELLES NI DIQUES


OTRAS

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91

1 TRABAJAN EN MARCHA.

2 CANTARAS DE HASTA 10000 m3.

3 DOS GRUPOS DE MOTORES, UNO PARA HELICES Y OTRO PARA LAS CENTRIFUGAS.

4 GENERALMENTE POSEEN 2 TUBOS UNO A CADA LADO, SIEMPRE ARTICULADOS Y DIRIGIDOS HACIA POPA.

5 PUEDEN TRABAJAR CON OLAS DE MAS DE 3 METROS DE ALTURA.

DRAGAS DE SUCCION DE ARRASTRE


OBRAS CIVILES


92

6 LA EROSION Y LA EMULSION SE CONSIGUEN CON DESAGREGADORES QUE PUEDEN SER DE LOS SIGUIENTES TIPOS:

A.- DESAGREGADORES MECANICOS

B.- DESAGREGADORES HIDRAULICOS

C.- INYECTORES POR MEDIO DE BOMBAS

D.- DEBEN REGULAR EL VOLUMEN UTIL DE LAS CANTARAS EN FUNCION DE LA DENSIDAD DEL MATERIAL DRAGADO

E.- LA DECANTACION TIENE LAS MISMAS CARACTERISTICAS QUE LAS DE PUNTO FIJO

F.- DIFICULTAD EN LA PRECISION DEL DRAGADO


OTRAS

OBRAS CIVILES


93

DRAGAS DE SUCCION AL ARRASTRE

DESCARGA


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94

1 PUEDE DRAGAR CON GRANDES RENDIMIENTOS LOS CANALES EXTERIORES DE ACCESO O LAS ZONAS INTERIORES

PROXIMAS A LA BOCA DEL PUERTO

2 PUEDEN TRABAJAR CON MALA MAR Y NO SON OBSTACULO PARA LA NAVEGACION

3 GENERALMENTE CONTEMPLAN 3 TRIPULACIONES QUE HACEN TRES TURNOS, LO QUE LLEVA A 100 HORAS SEMANALES

CON UN RENDIMIENTO DE UN MILLON DE m3 SEMANALES O 40

MILLONES DE m3 ANUALES

DRAGAS DE SUCCION DE ARRASTRE


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95

CUANDO SE OCUPA UNA DRAGA CON CABEZA

CORTADORA? Frente a las limitaciones que presentan las dragas de succin para extraer suelos compactos y de alta cohesin, se hace necesario romper en forma mecnica el fondo y, una vez suelto, realizar la aspiracin hidrulicamente, ya que al utilizar solamente el mtodo de succin se necesitara una bomba muy poderosa y los rendimientos disminuiran considerablemente.


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96

BOMBA Y TUBO DE SUCCIN.

Agua mezclada con material dragado.

Bomba Tubo


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98

1) Arena y Arcilla.

2) Roca.

3) Multipropsito.


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99

Sistema que fija al fondo para obtener una fuerza de reaccin a la producida por la accin de la cabeza cortadora durante su operacin.

SISTEMA DE SPUD.


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100

1 Motor.

2 Tubo .

3 Cabeza cortadora.

SISTEMA CORTADOR


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101

1 Se pueden dragar suelos sueltos, compactos y altamente cohesivos.

2 Debido a los sistemas de fijacin al fondo , logran gran precisin de dragado.

3 La operacin debe ser realizada en aguas tranquilas.

4 Utilizacin en zonas de aguas superficiales.

5 Se desenvuelven de mejor manera en canales de aguas tranquilas.

APLICACIONES Y LIMITACIONES.


OBRAS CIVILES


102

ESTE TIPO DE DRAGAS HA

COMENZADO A REEMPLAZAR A LAS

DRAGAS DE CABEZA CORTADORA.

RUEDA DE DRAGAS.


OBRAS CIVILES


103

1 Transportado por

2 Chalanas

3 Tuberas

MEDIDAS DE VACIADO


OBRAS CIVILES


104

B.- CANTIDAD MATERIAL:

1 Comparacin planos batimtricos

2 Cubicar material que saca la draga

MEDIDAS DE VACIADO

A.- DISPOSICIN DEL MATERIAL 1 ACOPIO: Formacin de pequeos montculos 2 DISPERSO: Material arrastrado por las corrientes marina C.- DISPOSICIN MEDIANTE

1 TUBERAS: material dragado lodo 150 (gr/lt)

2 CHALANAS: Material se suelta desde la superficie

obras maritimas portuarias y fluviales


OBRAS CIVILES


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1 Columna de agua turbia: Niveles de slidos suspendidos alcanzan las 100 ppm.

2 Efectos de Fondo: El material se consolida alcanzando las 200ppm

3 Lquido Guardabarros: Pequeo porcentaje queda suspendido en la descarga

EFECTO GENERADO POR DESCARGA


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PARMETRO DETERMINADO POR LEGISLACIN

1 Toxicidad de los componentes

2 Slidos en suspensin

3 Profundidad del fondo marino

4 Cambio en la estructura de comunidades biolgicas

EVALUACIN ECOLGICA


OBRAS CIVILES


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TCNICAS UTILIZADAS DISMINUCIN DEL MATERIAL

1 DESCARGA SUMERGIDA: El Mtodo reduce el rea de exposicin hacia el agua de mar y la cantidad de material susceptible a la dispersin.

2 MATERIAL DE COBERTURA: Material contaminado es cubierto por capas de material limpio.

BARRERA FLOTANTES:

DISEADAS PARA QUE EL AGUA TURBIA NO SALGA DE CIERTO RADIO.


OBRAS CIVILES




SE PUEDEN SUBDIVIDIR EN ATENCIN A LA NATURALEZA DEL DISPOSITIVO QUE USAN EN: 1 mecnicos, elctricos y electrnicos, 2 algunos de los cuales de este tipo operan bajo el agua, 3 es decir, se fondean en algunos lugares de la costa y peridicamente se recuperan para recoger la cinta donde han quedado grabados los datos registrados. 1 Los ms usados son los mecnicos y elctricos del tipo digital. 2 En la siguiente figura se presenta un esquema de constitucin del maregrafo mecnico. 3 Para el caso de Mediciones de mareas durante corto tiempo, por ejemplo un mes, es comn el uso de un limngrafo, el cual viene siendo un maregrafo mecnico porttil.

LOS MAREGRAFOS

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MAREGRAFOS:

Estn constituidos por algn dispositivo o mecanismo, que permite obtener un registro constante o prcticamente constante de los niveles del agua para cualquier fase de la marea.

PLEAMARES BAJAMARES

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1 EN TRMINOS GENERALES, hemos clasificado las obras martimas en dos tipos de facilidades: A.- OBRAS DE ABRIGO (Rompeolas) y B.- OBRAS DE ATRAQUE. Los materiales utilizados para construir estas facilidades son principalmente Concreto, Piedras, Suelos, Acero y Madera. 2 EN LAS OBRAS MARTIMAS es necesario tener en cuenta la accin del agua de mar y el ambiente marino sobres estos materiales, porque todos ellos pueden verse de algn modo comprometido por esta accin.

MATERIALES DE CONSTRUCCIN USADOS EN OBRAS MARITIMAS Y

FLUVIALES

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1 LA DURABILIDAD es un concepto clave al hablar de este material.

2 DEBE SER ASEGURADA mediante mtodos apropiados de : 1 fabricacin, 2 traslado, 3 colocacin y 4 curado del hormign.

3 EN PARTICULAR, LAS SUPERFICIES EXPUESTA A ABRASIONES SEVERAS o altos impactos deben protegerse adecuadamente, o tomar medidas tales como : 1 incrementar la seccin transversal de los elementos, 2 el recubrimiento sobre las barras de refuerzo, 3 en el caso del hormign armado.

4 Los siguientes elementos deben tenerse en cuenta:

HORMIGN - CONCRETO

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1 Mtodo usado: Tremie 2 Hormign, diseo rpido sin uso de tablas 3 Caractersticas agua salada, corrosin 4 Pilotes acero, hormign, pretensados 5 Tablestacas, conformacin de gaviones 6 Elementos de hormign prefabricados, muros y defensas 7 Enrocados, escolleras , especificaciones tcnicas

HORMIGN COLOCADO BAJO AGUA

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HASTA LA PRXIMA. RECUERDEN PRUEBA

Cálculo de Olas Mareas 1

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