LAYOUT DEL PUERTOGENERALIDADESLa disposición en planta de las obras (layout) es un aspecto que se debe considerar en las primeras etapas de la planificación e ingeniería conceptual. Los siguientes aspectos son básicos y fundamentales:

• Superficie de abrigo (cantidad de embarcaciones, tipo de fondeo, canales, círculos, etc)

• Grado de abrigo (alturas, períodos y dirección admisible)• Profundidades mínimas (condicionada por la batimetría y tipo de fondo)• Maniobras de arribo/partida (asistencia de remolcadores, propulsión, etc.)• Longitud de muelles (estimación de demanda futura, dimensiones, etc.)• Equipamiento requerido (grúas, rampas, pescantes, etc.)• Opinión de usuarios• Accesos y terrenos• Destinación/ Concesión marítima• Impacto ambiental• Características del Suelo de Fundación• Naturaleza del Puerto• Restricciones Ambientales

La meta es lograr un puerto seguro y eficiente con un mínimo costo. Generalmente este aspecto se define en las primeras etapas de la planificación y luego es difícil cambiarlo.

Muelles no protegidosMuelles combinados con rompeolasMuelles de tipo marginal (malecones)Muelle de penetración y espigonesCombinacion de muelles y maleconesDársena excavada en tierra

PROYECTO DE INGENIERÍA PROPUESTA DE ETAPASINGENIERIA CONCEPTUAL

• Perfil y pre-factibilidad técnica, social, económica y ambiental.• Ubicación del proyecto• Requerimientos operacionales• Investigación de condiciones naturales• Mediciones de terreno y estudios de gabinete

INGENIERIA BASICA• Modelado físico y/o matemático• Bases de diseño preliminares• Análisis de alternativas (Impacto ambiental, análisis beneficio/costo, Selección)• Estudio e investigaciones adicionales• Bases de diseño finales

INGENIERIA DE DETALLES

• Ingeniería de construcción• INGENIERIA DE TERRENO• Puesta en marcha• Evaluación post proyecto• Monitoreo, mantenimiento, reparaciones

INVESTIGACIÓN DE LAS CONDICIONES NATURALESDefinir condiciones de mayor relevancia y analizar necesidad de estudios más detallados: clima de oleaje, modelado físico, modelado matemático, sondajes geotécnicos, otros.MEDICIONES DE TERRENOMareas, corrientes, vientos, batimetría, sedimentos, oleaje, sondajes geotécnicosBASES DE DISEÑO

• Requerimientos funcionales y operacionales• Condiciones naturales• Códigos, normas y criterios de diseño• Condiciones ambientales• Estudios específicos para completar la ingeniería básica

REQUERIMIENTOS FUNCIONALES Y OPERACIONALES• Flota a atender: tipo de embarcaciones, cantidad, crecimiento futuro.• Operaciones: descarga de productos, operación transbordadores, otros.• Disponibilidad operacional: estacional, a todo evento, otro.• Tipo de obra: rampa, chaza, pescante.

PROPAGACIÓN DE OLEAJEPor lo general se dispone de estadística de oleaje en aguas profundas, debido a la imposibilidad de contar con las mismas en sitios específicos antes de la concepción de un proyecto costero, portuario o ambiental.Para obtener un set estadístico de oleaje en el sitio de interés, se debe propagar el oleaje desde aguas profundas, mediante modelos de propagación, que consideran efectos como la refracción, el asomeramiento y la difracción.A partir de lo anterior, se deben utilizar modelos de agitación al interior del recinto portuario, que consideran la reflexión y la solución de la fase (en lo posible). Con los resultados de la agitación al interior de la dársena, pueden implementarse modelos de buque atracado, que resuelven las ecuaciones del movimiento del sistema buque-defensas-líneas de atraque, determinando desplazamientos, velocidades y aceleraciones máximas del buque.Estos resultados se deben comparar con las condiciones de operatividad de los buques de proyecto.

AGITACIÓN DE OLEAJEEl grado de agitación en el interior de la poza de abrigo se genera por el oleaje que penetra por la boca (refracción/difracción), a través de los molos (transmisión) y/o por sobre los molos (sobrepaso)Desde el punto de vista de agitación residual del oleaje es recomendable analizar como penetra la energía y disponer de elementos que permitan disipar los efectos de reflexión y/o resonancia.

En general se deben evitar las formas regulares (rectangulares) y exceso de paredes verticales.La agitación residual se puede incrementar al interior del puerto por efectos de resonancia y/o reflexión.Bajas profundidades pueden inducir rompimiento del oleaje. Para embarcaciones pesqueras Hs< 0.4 m

Conocer la agitación es vital para la evaluación técnico–económica de un sitio de atraque.Se debe evaluar el comportamiento del buque atracado: movimientos, tirones en las líneas de amarra e impactos en las defensas.

• Fundamental para establecer la factibilidad y bondad• Genera los movimientos de los buques atracados• Incide en la eficiencia de las faenas de carga / descarga• Define condiciones en que las faenas deben detenerse• Define condiciones en que los buques deben abandonar el puerto

En general, las dársenas presentan geometrías complejas con efecto de reflexión, resonancia, superposición e interacciones no lineales.Los métodos de escritorio (analíticos) son insuficientes, por lo que se requiere de modelado numérico y/o físico.

Estos estudios suelen ser considerados como extensos y caros por lo que se puede caer en la tentación de tratar de evitarlos. Ello puede ser un grueso error.Los beneficios de estos estudios suelen superar en ordenes de magnitud los costos de los estudios.Más que caros deben ser considerados como absolutamente necesarios.Estos estudios corresponden a ingeniería básica por lo que si se comienzan en la ingeniería de detalle la premura en los plazos impide aprovecharlos en forma económicamente eficiente.

MODELOS FÍSICOS DE PROPAGACIÓNEl modelado físico es muy confiable pues permite una visión global del funcionamiento del puerto (no son cajas negras).Ensayos con oleaje irregular (espectros PM, Jonswap, otros)El oleaje se mide con sondas que capturan series de tiempo y el análisis espectral de la agitación (detectar resonancia)

MODELOS DE BUQUE ATRACADO

CONDICIONES ADMISIBLES EN BUQUES ATRACADOSSe pueden utilizar recomendaciones o ensayos en modelo físico o matemático.En un análisis preliminar se puede limitar la altura y periodos del oleaje incidente.Un análisis más preciso implica limitar la amplitud de los movimientos del buque. Se deben considerar los siguientes límites:

• Buque atracado en forma segura• Buque transfiriendo carga

ACCESO Y ÁREAS DE MANIOBRAS

En la planificación también se debe estudiar los aspectos de navegación de acceso al puerto y las maniobras de arribo y partida.Se deben diseñar los canales de navegación, los círculos de maniobra, el uso de remolcadores y ayudas a la navegación.Embarcaciones menores tienen mucha maniobrabilidad, pero los buques tienen muchas restricciones.Generalmente la entrada a una poza de abrigo como mínimo debe tener 0,7 a 1,0 veces la eslora del buque de diseño.La máxima corriente en la entrada debe ser menor a 3 nudos.La distancia de parada (sin remolcador) es de 3 a 5 veces la eslora en ballasto y 7 a 8 veces a plena carga.El círculo de maniobras debe ser de un diámetro 4 veces la eslora, con remolcador baja a 2 veces la eslora.

Verificación de factibilidad de las maniobras. Verificación de requerimiento de remolcadores. Duración de las maniobras de arribo/partida.Condiciones límite de viento y corrientes.Maniobras preferidas por capitanes.Verificación círculo de maniobrasDefinición de área a dragar.

TRANSPORTE DE SEDIMENTOSLas obras costeras implican una nueva situación de equilibrio morfodinámico que se debe anticipar.El impacto morfológico de las obras dependerá de los aportes de sedimento y de la energía del oleaje.En pozas de abrigo los sedimentos en el interior se pueden reacomodar.Se debe analizar la continuidad del transporte de sedimentos e, idealmente, establecer el balance de sedimentos. Si una obra genera socavación con seguridad en otra parte se produce embancamiento (y vice versa).En caso de planificar dragados hay que tener presente los requerimientos de futuros dragados de mantenimiento

CAPACIDAD DEL PUERTO PROFUNDIDADSe debe verificar la profundidad requerida.En caletas de pescadores de embarcaciones menores la profundidad requerida es conocida. Para embarcaciones mayores se debe calcular de acuerdo con recomendaciones.En pequeñas profundidades se debe tener presente los siguientes aspectos:

• Peralte del oleaje• Rompimiento del oleaje• Corrientes por run-up del oleaje• Deformación por interacción con obras

Se debe contar con un buen levantamiento batimétrico

Cálculo de profundidad mínima:• Movimiento vertical de buques pequeños ≈ 2/3 Hs• Cambio en presión atmosférica ≈ 0.9 cm por mbar• Para suelos blandos el mínimo UKC neto = 0.5 m• Para suelos duros mínimo UKC neto = 1.0 m

Se puede usar los siguientes recomendaciones preliminares:Mar abierto: Navegación rápida con swell fuerte, UKC = 30% del calado máx.Canales expuestos: Con swell fuerte UKC = 25% calado máx.Áreas expuestas de maniobras y atraque: Con swell UKC = 20% del calado máx.Áreas abrigadas de maniobras y atraque: UKC = 15% del calado máx.

REQUERIMIENTOS DE LONGITUDES DE SITIOS

EMBARCACIONES DE DISEÑO

El lugar con mejores condiciones para la instalación de un Terminal con los requerimientos especificados es el de Loncura, en la Bahía de Quintero.Se prevé que, de las ubicaciones analizadas, una instalación portuaria en el sector de Loncura es el que podría presentar menores costos de inversión, no existen restricciones de uso con los planes reguladores ni por existencia de concesiones marítimas o de otro tipo, y la posibilidad de contar con vialidad de conexión adecuada es factible.Debe en todo caso, en los pasos próximos de materialización de la idea, dilucidarse las situaciones que puedan presentarse con relación a la Caleta de Pescadores existente en el lugar, y la Base Aérea cercana.Como paso inmediato a seguir, se recomienda la ejecución de un estudio de Plan de Desarrollo a nivel conceptual, que permita establecer el tipo y magnitud de las instalaciones que en definitiva se pretenda construir, en horizontes de previsión de corto, mediano y largo plazo, así como los niveles estimados de inversión.Los resultados de dicho estudio permitirán definir las áreas a solicitar en concesión marítima, así como los estudios complementarios que será necesario desarrollar para dicho efecto y para la elaboración de los anteproyectos y proyectos de ingeniería correspondientes.