13 Clase 19-05-2015 Fundamentos de Diseño v1

DISEO DE OBRAS MARTIMASDISEO DE OBRAS MARTIMASFUNDAMENTOS DE DISEO

PROFESOR: RAUL OBERREUTER OLIVARESIngeniero Civil Diplomado en Ingeniera Martima

Clases basadas en el material del Dr Patricio Winckler Grez autorizadoClases basadas en el material del Dr. Patricio Winckler Grez, autorizado

INGENIERA CIVIL EN OBRAS CIVILESINGENIERA CIVIL EN OBRAS CIVILESUNIVERSIDAD DIEGO PORTALES

2015

DISEO DE OBRAS MARTIMASFUNDAMENTOS DE DISEO

RECOMENDACIONES DE OBRAS MARITIMASESTANDARES INTERNACIONALES

Existen varias recomendaciones de obras martimas a nivel mundial, las cuales han sido utilizadas en forma parcializada en el mbito de la ingeniera chilena, dependiendo del contexto histrico en cuestin. La recomendaciones utilizadas actualmente en el pas, y que se revisan someramente en este documento, son las siguientes:

Recomendaciones de Obras Martimas (Espaa) Technical Standards and Commentaries for Port and Harbor Facilities (Japn) Coastal Engineering Manual (EEUU)Coasta g ee g a ua ( UU) British Standards (Reino Unido) Documentos de referencia GIOC (Espaa) CIRIA-CUR, The Rock Manual (Francia, Paises Bajos Y Reino Unido) PIANC (Organizacin mundial) SHOA Instrucciones hidrogrficas y oceanogrficas (Chile) SHOA, Instrucciones hidrogrficas y oceanogrficas (Chile) Publicaciones de ingeniera martima, ocenica y costera.

Se ha demostrado que los procesos de normalizacin constituyen inmejorables modelos y jestratgicos de desarrollo tecnolgico y para la implantacin de polticas de innovacin (Jos Llorca, 2007)


ROMPUERTOS DE ESTADO, ESPAA

EL programa ROM es consistente, especialmente desde el punto de vista metodolgico, y constituye el fruto de varias dcadas de trabajo (desde la aparicin de la primera recomendacin, en 1990, a la fecha se sigue desarrollando el programa).

P ibili l i i d i i ( l ) i d l Posibilita la existencia de una opinin (espaola) representativa de consenso, en el marco de los diferentes foros normativos, generales y sectoriales, existentes o de previsible creacin, tanto a nivel nacional como internacional.

Las ROM definen una metodologa para la verificacin de la fiabilidad estructural o probabilidad de supervivencia de la infraestructura portuaria durante todas las fases de proyecto y condiciones de trabajo.

Las ROM definen una metodologa para la evaluacin de los niveles de operatividad de la Las ROM definen una metodologa para la evaluacin de los niveles de operatividad de la infraestructura portuaria.



A la fecha (2008) se han publicado las siguientes recomendaciones:

0.0 Procedimiento general y bases de calculo0.2-90 Acciones en el proyecto de obras martimas

A i di bi l I j l j0.3-91 Acciones medioambientales I: anejo oleaje0.4-95 Acciones medioambientales II: viento0.5-94 Recomendaciones geotcnicas3.1-99 Recomendaciones para el proyecto de accesos martimos y reas de flotacin4.1-94 Recomendaciones para el proyecto construccin de pavimentos portuarios9 eco e dac o es pa a e p oyecto co st ucc de pa e tos po tua os5.1-05 Calidad de las aguas litorales en reas portuarias0.5-05 Recomendaciones geotcnicas para obras martimas y portuarias



Las ROM en fase avanzada de elaboracin son las siguientes:

1.1 Obras de abrigo2.1 Obras de atraque y amarre

P i d d d l i l Pli d di i i0.1 Propiedades de los materiales. Pliegos de condiciones tcnicas5.0 Recomendaciones ambientales


2007


TECHNICAL STANDARDS AND COMMENTARIES FOR PORT AND HARBOUR FACILITIES IN JAPANOCDI (THE OVERSEAS COASTAL AREA DEVELOPMENT INSTITUTE)OCDI (THE OVERSEAS COASTAL AREA DEVELOPMENT INSTITUTE)

Se conoce en Chile como la norma Japonesa, aun cuando no tiene caracter regulatorio. La ltima versin corresponde a la traduccin de la mayor parte (2/3) del documento de 1999 publicado por el Japan Port and Harbour Association, Minister of Transport.p p p p

Integra resultados de modelos fsicos, numricos y datos de campo con fundamentos de buenas prcticas de ingeniera y est dividido en los siguientes captulos:

Part I GeneralPart I GeneralPart II Design ConditionsPart III MaterialsPart IV Precast Concrete UnitsPart V FoundationsPart VI Navigation Channels and BasinsPart VII Protective Facilities for HarborsPart VIII Mooring FacilitiesPart IX Other Port FacilitiesPart X Special Purpose WharvesPart X Special Purpose WharvesPart XI Marinas


TECHNICAL STANDARDS AND COMMENTARIES FOR PORT AND HARBOUR FACILITIES IN JAPANOCDI (THE OVERSEAS COASTAL AREA DEVELOPMENT INSTITUTE)OCDI (THE OVERSEAS COASTAL AREA DEVELOPMENT INSTITUTE)


COASTAL ENGINEERING MANUALUSACE (U.S. ARMY CORPS OF ENGINEERS)

Complementa, actualiza y reemplaza al Shore Protection Manual (1984) y corresponde a una gua prctica y de uso sencillo. Est orientado a ingenieros con conocimientos escenciales en ingeniera costera.

I l d d d l f i i d d f d d Integra resultados de modelos fsicos, numricos y datos de campo con fundamentos de buenas prcticas de ingeniera.

Est dividido en los siguientes captulos:

Part I IntroductionPart II Coastal hydrodynamicsPart III Coastal sediment processesPart IV Coastal geologyPart IV Coastal geologyPart V Coastal project planning & designPart VI Design of coastal project elements

Est disponible en forma gratuita en versin pdf y en software.



Part II Coastal hydrodynamicsWater wave mechanicsMeteorology and wave climateEstimation of nearshore wavesS f h d d iSurf zone hydrodynamicsWater levels and long wavesHydrodynamics of tidal inletsHarbor HydrodynamicsHydrodynamic analysis and design conditionsyd ody a c a a ys s a d des g co d t o s

Part III Coastal sediment processesSediment PropertiesLongshore TransportCross shore TransportCross-shore TransportWind-blown TransportCohesive shoresOutside the Surf Zone (Shore-face)



Part IV Coastal geologyTerminologyEnvironmentsClassification and MorphologyM h d iMorphodynamics

Part V Coastal project planning & designPlanning & Design ProcessSite CharacterizationS te C a acte at oShore Protection ProjectsBeach Fill DesignNavigation ProjectsInlets/HarborsEnvironmental EnhancementEnvironmental EnhancementFederal Role in Hazard Mitigation



Part VI Design of coastal project elementsTypes & Functions of StructuresSite Specific ConditionsMaterials & ConstructionF d l f D i Fundamentals of Design Reliability Case ExamplesRepair/Rehab & Modification


BRISTISH STANDARDSCIVIL ENGINEERING AND BUILDING STANDARDS POLICY COMMITTEE

Los British Standards (BS) han sido escasamente utilizados en Chile, salvo excepciones (consultoras externas).

Estn orientados a profesionales con experiencia en el mbito de la ingeniera martima y i i f i ifi blproporciona gua e informacin verificable.

El BS 6349 (Maritime Structures) est dividido en los siguientes captulos:

Part 1 General criteria;a t Ge e a c te a;Part 2 Design of quay walls, jetties and dolphins;Part 3 Design of dry docks, locks, slipways and shipbuilding berths, shiplifts

and dock and lock gates;Part 4 Design of fendering and mooring systems;Part 5 Code of practice for dredging and land reclamation;Part 5 Code of practice for dredging and land reclamation;Part 6 Design of inshore moorings and floating structures;Part 7 Guide to the design and construction of breakwaters.



La Parte 6, Design of inshore moorings and floating structures, est dividida en los siguientes captulos:

Section 1 GeneralS i E i l l dSection 2 Environmental loadsSection 3 MooringsSection 4 Floating structuresSection 5 Ponttons, floating docks and floating breakwaters

A continuacin se presenta en detalle los contenidos de las seccin 1.



La Parte 7, Guide to the design and construction of breakwaters, est dividida en los siguientes captulos:

Section 1 GeneralS i L l iSection 2 Layout planningSection 3 General design of breakwater structuresSection 4 Rubble mound structuresSection 5 Vertical face structuresSection 6 Composite structuresSect o 6 Co pos te st uctu es

A continuacin se presenta en detalle los contenidos de las secciones 2 y 3.


UNICANDOCUMENTOS DE REFERENCIA

El Grupo de Ingeniera Oceanogrfica y de Costas de la Universidad de Cantabria (GIOC), perteneciente al Instituto de Hidrulica, ha desarrollado una serie de documentos de referencia bajo los siguientes ttulos, que son resultado de investigacin cientfica y por ende de alto grado tcnico:

Volumen 1 DinmicasVolumen 2 Procesos litoralesVolumen 3 ObrasVolumen 4 Medio ambiente litoralo u e ed o a b e te to aVolumen 5 Apndices


CIRIA-CURTHE ROCK MANUAL (THE USE OF ROCK IN HYDRAULIC ENGINEERING)( )FRANCIA, PAISES BAJOS Y REINO UNIDO


PIANCPERMANENT INTERNATIONAL ASSOCIATION OF NAVIGATION CONGRESSES


SHOAINSTRUCCIONES OCEANOGRAFICAS E HIDROGRAFICAS


UNA DISCIPLINA EN INGLES?DICCIONARIO TECNICO MARITIMO

Una pequea ayuda para la traduccin de los trminos comunmente utilizados en la literatura de habla inglesa corresponde a este Diccionario Tcnico Martimo (Luis Gil, 1983)


PUBLICACIONESINGENIERIA MARITIMA, OCEANICA Y COSTERA


Pese a los notables avances contribuciones tcnicas y Pese a los notables avances, contribuciones tcnicas y cientficas, as como evoluciones en los procesos de diseo y construccin, el ingeniero martimo, mirando al mar, debe ser

prudente, sensible y consciente de su limitado saber y de la ignorancia que todava le envuelve

Diseo de diques rompeolas, Vicente Negro Valdecantos (2002)Vicente Negro Valdecantos (2002)


DISEO DISEO OPERACIONAL

DISEO ARQUITECTNICO

URBANSTICO

DISEO ESTRUCTURAL

DISEO EN INGENIERA

MARCO LEGAL ADMINISTRATIVO

DISEO OCEANOGRAFICO INGENIERA

MARTIMAADMINISTRATIVO

HIDRULICO

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

ASPECTOS AMBIENTALES

ASPECTOS SOCIALES


PUERTO VALPARASO V REGIN

DISEO OPERACIONALLAYOUT MARITIMO Y TERRESTRE



MUELLES COMBINADOS CON ROMPEOLAS

MUELLES DE PENETRACIN Y ESPIGONES

MUELLES NO PROTEGIDOS

COMBINACIN DE MUELLES Y

MALECONES

MUELLES DE TIPO MARGINAL (MALECONES)

DRSENA EXCAVADA EN TIERRA


DISEO OPERACIONALAREAS DE ACCESO Y MANIOBRAS

Verificacin de factibilidad de las maniobras.

Verificacin de requerimiento de remolcadores Verificacin de requerimiento de remolcadores.

Duracin de las maniobras de arribo/partida.

Condiciones lmite de viento y corrientes.

Maniobras preferidas por capitanes.

Verificacin crculo de maniobras

Definicin de rea a dragarDefinicin de rea a dragar.


DISEO OPERACIONALPROFUNDIDADES


DISEO OPERACIONALPROFUNDIDADES

RellenoRelleno

Modelo NorteModelo Norte


PUERTO DE CORONEL VIII REGIN

DISEO OPERACIONALTRANSPORTE DE SEDIMENTOS

PUERTO DE CORONEL VIII REGIN


TERREMOTO DE 1985 EN PUERTO DE SAN ANTONIO V REGIN

DISEO ESTRUCTURALCHILE, PAIS SISMICO

El diseo estructuras busca evaluar las cargas, esfuerzos, deformaciones y condiciones de estabilidad que ofrecen seguridad a los diferentes elementos de la estructura.

Avances en el diseo de estructuras portuarias tras el terremoto de 1985, lo que indica que la Ingeniera estructural en buen pie. Modelos sofisticados en el diseo estructural de obras martimas.


DISEO ESTRUCTURALACCIONES

CARGAS PERMANTESPeso propioCargas muertas

CARGAS VARIABLESCargas del terrenoCargas variables de uso o explotacinSobrecargas de: estacionamiento y almacenamiento / equipos e instalacionesTrfico / sobrecargas para dimensionamiento de explanadas / sobrecargas de operacin de buquesCargas medioambientalesOleaje / corrientes / mareas / variaciones del nivel del mar / viento / ssmicaOleaje / corrientes / mareas / variaciones del nivel del mar / viento / ssmicaPresin atmosfrica / temperatura del aire y agua / precipitaciones / nieve y hielo

CARGAS ACCIDENTALESFallos en sistema de drenaje o control de subpresionesEmpujes debidos a inestabilidades del sueloEmpujes debidos a inestabilidades del sueloDepsitos y sobredragadoSocavacin por efecto de hlices de buquesColisin de embarcacionesImpacto debido a maniobras excepcionales de mercancaImpacto debido a maniobras excepcionales del buque Rebase de oleaje HuracanesTsunamisExplosiones, fuego y otros (a gusto del cliente)



MUELLE PUERTO DE ANGAMOS ANTOFAGASTA II REGIN

MUELLE SITIO 4-5 ANTOFAGASTA II REGIN


DISEO OCEANOGRAFICO / HIDRAULICOPROPAGACION DE OLEAJE

MODELACIN NUMRICA DE PROPAGACIN ESPECTRAL DE OLEAJE


DISEO OCEANOGRAFICO / HIDRAULICOPROPAGACION DE OLEAJE

MUELLE MAGUELLINES VII REGIN


DISEO OCEANOGRAFICO / HIDRAULICOAGITACION DE OLEAJE

AGITACIN PUERTO DE ARICA I REGIN (PRDW-AV)


DISEO OCEANOGRAFICO / HIDRAULICOINTERACCION OLEAJE ESTRUCTURA

MUELLE VERGARA V REGIN



En el diseo hidrulico se deben considerar los siguientes aspectos:

Run-up y run-down: Define la cota de la estructura sobre la cual no se genera sobrepaso

S b D fi l i b bl (d di d d l )Sobrepaso: Define la cota que permite sobrepaso aceptable (dependiendo del uso)

Transmisin: Puede generarse por sobrepaso o penetracin de la obra. Es responsable de movimientos en zonas abrigadas.

Reflexin: Responsable de agitacin en drsenas, en bocanas de acceso. Genera ondas resultantes de esbeltez alta que afectan embarcaciones menores.

SOBREPASO EN COSTANERA CIUDAD DEL CABO, SUDFRICA


PUERTO SAN VICENTE VIII REGIN



ASPECTOS AMBIENTALESGESTION SOSTENIBLE DEL BORDE COSTERO

Busca ofrecer una solucin que tenga los menores efectos negativos sobre el medio ambiente (entendido como el medio fsico litoral, qumico, biolgico y social) durante la vida til de la obra.

PUERTO DE BURRIANA, CASTELLN. ESPAA


ASPECTOS AMBIENTALESGESTION SOSTENIBLE DEL BORDE COSTERO

?BAHA DE CONCN V REGIN

?


ASPECTOS AMBIENTALESEFECTOS SOBRE LA MORFOLOGIA COSTERA

PUERTO DE SAN ANTONIO V REGIN


ASPECTOS AMBIENTALESEXPLOTACION DE CANTERAS


ASPECTOS AMBIENTALESVARIACIONES EN EL LARGO PLAZO?

??


ASPECTOS CONSTUCTIVOSCONSTRUIR EN EL MAR ES COMPLEJO

Las obras martimas son caras y de compleja construccin, pues se insertan en un ambiente agresivo (mal) llamado Ocano Pacfico

T b j b b j l Trabajos sobre y bajo el agua

Variaciones de la marea modifican las condiciones constructivas

Tormentas generan una complejidad en las condiciones de trabajo

El d d ti d difi lt El acceso desde tierra o mar puede ser dificultoso

Escaso espacio para acopio de materiales e instalaciones

El fondo marino es variable

Es difcil controlar el acceso a sitios de trabajo Es difcil controlar el acceso a sitios de trabajo

Se necesita experiencia y equipamiento


CLUB DE YATES HIGUERILLAS V REGIN

ASPECTOS CONSTUCTIVOSCONSTRUIR EN EL MAR ES COMPLEJO

CLUB DE YATES HIGUERILLAS V REGIN


MARCO LEGAL ADMINISTRATIVOCONCESIONES, DESTINACIONES, AREAS DE CULTIVO, ETC


ASPECTOS SOCIALESIMPACTOS SOBRE COMUNIDAD


DISEO ARQUITECTONICO-URBANISTICOIMPACTO VISUAL

Las obras martimas intervienen sectores preciados por el hombre y por tanto deben intentar ser agradables a la vista y lo menos intrusivas posible.

TAZACORTE, ISLA CANARIAS. ESPAA

Visitar cubos del puerto de Llanes, Espaahttp://www.babab.com/no21/ibarrola21.phpPuerto de Palams, Espaa


DISEO ARQUITECTONICO-URBANISTICOIMPACTO VISUAL

POSIBLE AMPILACION PUERTO VALPARAISO HACIA SAN MATEO

DISEO DE OBRAS MARTIMASFUNDAMENTOS DE DISEOCondiciones

de diseo

Condiciones de explotacin

Condiciones ambientales

Condicionantes morfolgicos

Mercanca BuqueTransporte

terrestreMeteorologa

Clima martimo

Topografiabatimetra

Geotecnia sismos

Vientos Oleaje Suelos

VisibilidadMarea

astronmicaSedimentos

Marea meteorolgica

Presin atmosfrica

Morfodinmica

Tsunamis Ondas largas

Corrientes

Nivel del mar


PROCESO DE PLANIFICACIN Y DISEO

Especificar requerimientos funcionales y vida til de la obra.

Estimar condiciones naturales en el corto y largo plazo y cambios geomorfolgicos.

Seleccin de niveles de diseo de parmetros hidrulicos.Seleccin de niveles de diseo de parmetros hidrulicos.

Disponibilidad de equipos y materiales.

Seleccin de alternativas para tipologa estructural.

Identificacin de modos de falla posibles.

Seleccin de niveles de dao aceptables.

Diseo conceptual (considerando daos aceptables y respuesta hidrulica)Diseo conceptual (considerando daos aceptables y respuesta hidrulica)

Evaluacin de costos.

Ingeniera de detalles, evaluacin econmica y de seguridad.

13 Clase 19-05-2015 Fundamentos de Diseño v1

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