CALCULO DEL COELFICIENTE DE DIFRACCIÓN

• DIFRACCION DE OLAS SIMPLES• DIFRACCIÓN DE OLA PARA UNA ENTRADA FORMADA POR

DOS ROMPEOLAS• RELFLEXION ( Kr)• ROMPIENTE DEL OLEAJE

– SPILLING O PLAYAS DISIPATIVAS– PLUGINS O PLAYA REFLEJANTE (ROTURA EN DESCRESTAMIENTO) O

(RODANTE)– SURGING PLAYA REFLEJANTE (ROTURA EN COLAPSO)

DIFRACCION DE OLAS SIMPLES

• Se pueden encontrar diagramas y tablas de difracción que proporcionan en coeficiente de difracción en la zona protegida por un rompeolas de longitud semiinfinita .

• Por esto la ecuación se puede encontrar en forma grafica o tabulada como en la tabla 2-4 donde los valores de Kd representan los componentes de la ola incidente y de la reflejada y se leen para el angulo αi como previamente se indico, y después se suman.

DIFRACCION DE OLAS SIMPLES

Ejm para θ =60º , αi= 30º y R/L = 10

En la tabla 2-4 los valores respectivos serán:Para el angulo de incidencia:

αi = 30Ki = 96/1000 = 0.096

Para el angulo de reflexión:αr = 360º-2θ+ αi=2θ- αi=90º

Kr = 0.036 (100% de reflexión)

Kr = 0.036/2 (50% de reflexión)

Entonces:K 100% = 0.096+0.036 = 0.132

K 50% = 0.096 +0.018 = 0.114

DIFRACCION DE OLAS SIMPLES

K*1000 R/L

α 1 2 3 4 5 6 8 10

0 500 500 500 500 500 500 500 500

2 476 466 459 453 448 443 435 478

6 431 406 388 373 361 350 332 317

8 411 379 357 340 325 313 292 275

10 392 355 329 310 294 280 258 241

12 373 352 304 283 267 253 230 213

14 356 311 282 260 243 229 207 190

18 325 275 244 221 204 191 170 154

20 310 259 228 205 189 175 155 140

25 278 225 194 173 157 145 127 115

30 251 197 168 148 134 123 107 96

DIFRACCION DE OLAS SIMPLES

• Wiegel invento un método de calculo grafico del coeficiente de difracción que básicamente consiste de una serie de diagramas adimensionales, para profundidades constantes alrededor de un rompeolas impermeable, que muestran líneas de igual coeficiente de difracción.

• Estos diagramas se pueden encontrar en el manual de protección costera del Centro de Investigaciones de Ingenieria Costera (CERC)

• Para las aplicaciones se deberá dibujar la grafica correspondiente a la dirección del oleaje incidente ( θ ), y a la misma escala que el plano hidrigrafico que es usado

DIFRACCION DE OLAS SIMPLES

Dagrama de refracción de ola, Angulo de incidencia:60º

DIFRACCION DE OLAS SIMPLES

• Ejemplo:Para θ = 60º, α = 30º y R/L=10

• En la fig anterior tenemos que el coeficiente de difracción para una condición de 100% de reflexión será: K100%= 136/1000 = 0.136

• Valor que es casi aproximado al de la tabla 2-4 para el mismo ejm. Notar que los diagramas de difracción de Wiegel se dan para la condición de 100 % de reflexión, ya que el rompeolas se considera impermeable.

DIFRACCIÓN DE OLA PARA UNA ENTRADA FORMADA POR DOS ROMPEOLAS

• La solución para este caso es más compleja que para un rompeolas simple, ya que no es posible construir un simple diagrama para todas las condiciones. Un diagrama por separado deberá construirse para cada razón de ancho de entrada B, a la longitud de ola L, B/L

DIFRACCIÓN DE OLA PARA UNA ENTRADA FORMADA POR DOS ROMPEOLAS

• La solución para este caso es más compleja que para un rompeolas simple, ya que no es posible construir un simple diagrama para todas las condiciones. Un diagrama por separado deberá construirse para cada razón de ancho de entrada B, a la longitud de ola L, B/L

Difraccion paraentrada de 2 rompeolas de ancho B> 5L

RELFLEXION ( Kr)

• La reflexión es el proceso por el cual parte de la energía no disipada de un determinado tren de olas genera otro tren en sentido contrario al incidir sobre un obstáculo. Cualquier estructura marítima provoca que el oleaje incidente padezca un proceso de reflexión la intensidad del cual depende en gran medida del poder disipador de la obra. Una estructura porosa en talud, gracias a su configuración, presenta una reflexión menor que una de paramento vertical. Esto es debido por un lado a la disminución progresiva del calado que hace que la ola rompa, y por el otro debido a que los huecos generados por los elementos que conforman la capa exterior acentúan la disipación.

RELFLEXION ( Kr)

Reflexión del oleaje frente a una pared vertical y rectilínea

RELFLEXION ( Kr)• La modificación de energía podría darse de las siguientes formas• Reflexión total en dirección diferente a la ola incidente, al encontrarse

con un dique poco muro vertical• Disipación de la energía ante una estructura porosa o un fondo rugoso• Transmisión parcial de la energía frente a un obstáculo, como es el

caso de diques de escolleras o diques flotantes.• Sea el ángulo de incidencia αi es mayor de 45, se formas en las

proximidades de la pared una onda que se traslada paralelamente a ella, a la cual se le denomina reflexión Mach.

ROMPIENTE DEL OLEAJE

ROMPIENTE DEL OLEAJE• Es el proceso de disipación de la energía de la ola, y ocurre cuando

la velocidad de las partículas de la cresta exede a la velocidad de propagación de la ola misma.

• Este proceso se origina por un fenómeno de frenado la parte interior de la ola por fricción contra el fondo al acercarse a la playa, por lo que la ola pierde equilibrio y acaba desplomándose.

• En aguas poco profundas, rompimiento de las olas sucede normalmente cuando la ola alcanza profundidades iguales a casi cinco cuartos de su altura; sin embargo, podría romper en aguas más profundas, dependiendo de la fuerza del viento y de las condiciones del fondo marino.

• En aguas profundas el rompimiento puede producirse cuando la altura de la ola exede un séptimo de la longitud de ola

ROMPIENTE DEL OLEAJE

• La relación existente entre la altura de la ola y la profundidad a partir de la cual empiezan los rompientes se le conoce como “índice de rompimiento ”

índice máximo de rompimiento

• La disipación dela energía de en este proceso se manifiesta por una disminución de la altura de la ola, por turbulencias y calor, por energía sonora, por la formación de otras olas y por la generación de corrientes. La generación de corrientes dentro de la zona de rompiente es muy importante en los cambios morfológicos que ocurren a lo largo de la costa

ROMPIENTE DEL OLEAJE

– SPILLING O PLAYAS DISIPATIVAS– PLUGINS O PLAYA REFLEJANTE (ROTURA EN

DESCRESTAMIENTO) O (RODANTE)– SURGING PLAYA REFLEJANTE (ROTURA EN COLAPSO)

CLASIFICACION POR LA FORMA DE DISIPAR LA ENERGIA

SPILLING O PLAYAS DISIPATIVAS

• La playa disipativa, tiene una morfología prácticamente bidimensional, con un perfil muy tendido. Aparecen en el perfil una o varias barras longitudinales, paralelas a la línea de costa y separadas por senos poco marcados.

• Las olas disipan su energía desde una distancia relativamente alejada de la orilla y lo hace de manera muy gradual desarrollando una gran formación de líneas de ola con espuma en las crestas.

• Su zona de rompiente es muy ancha juntos produce muy poca reflexión de energía hacia el mar, razón por la cual se puede producir una severa erosión en este tipo de playas

PLUGINS O PLAYA REFLEJANTE (ROTURA EN DESCRESTAMIENTO) O (RODANTE)

• En este tipo de rompiente gran parte del energía se disipa en forma de turbulencia y una parte por reflexión, aunque relativamente mayor que la del tipo Spilling.

• Este tipo de rompiente genera mayor peligro para la estabilidad de un rompeolas

• En estas playas las roturas se producen en colapso o en oscilacion, sobre el frente de playa, que tiene pendiente elevada, tan(β) = 0.10 - 0.15.

SURGING PLAYA REFLEJANTE (ROTURA EN COLAPSO)

• Se produce en costas con pendientes extremadamente empinadas, tales como se podría encontrar en playaas rocosas. La zona de rompiente es muy estrecha y generalmente más de la mitad de la energía de la ola se refleja hacia el mar.

• Y la clasificación cuantitativa de las olas rompientes se puede hacer de acuerdo al número de Iribarren (Irb), el cual se define como:

Lo= longitud de la ola en aguas profundas.

Hb = H= altura de la ola que podría ser igual a la altura de la ola en aguas profundas ( Ho) o a la altura de la ola rompiente (Hb), en cuyo caso el número de Iribarren se presentará como Io O Ib respectivamente.

RANGOS DE Io o Ib, PARA DESCRIBIR EL TIPO DE OLA ROMPIENTE

Tipo de rompientes Criterio del límite

Surging Sí 3,3 < Io

Plunging Si 0,5 < Io<3,3

Spilling Si Io < 0,5

Usando Ho en el cálculo de I

𝐼 0=𝑚

(𝐻 0

𝐿0 )12

Tipo de rompientes Criterio del límite

Surging Sí 2,0 < Ib

Plunging Si 0,4 < Ib < 2,0

Spilling Si Ib < 0,4

Usando Hb en el cálculo de I

𝐼𝑏=𝑚

(𝐻𝑏

𝐿0 )12

Se parte desde aguas profundad (Ho) Se considera perfiles rectos y paralelos

Ho 7.10m

T 11s

Log T

2

2 Lo 188.854m Longitud de Ondas en Aguas Profundas

dLo

2 d 94.427m Profundidad de donde se desea sacar la

altura de ola.

Lg T

2

2 tanh

4 2

T2

d

g

L 188.502m longitud de olas en aguas no profundas

EJM Difracción:

Se considerará un ángulo de inclinación del molo de 120° respecto al frente de olas.

Se considerará un primer tramo del molo de abrigo de 170 m.

Se considerará un segundo tramo de molo de abrigo orientado a 150° respecto al frente de olas y de 150 m de longitud.

x 170m L 188.502m

x

L0.902

Kd120 0.2 H1 H Kd120 H1 1.406m

x 150mx

L0.796

Kd150 0.2 H1 H Kd150 H1 0.281m