Resumen de Estructuras de Ingeniería Marítima y Costera
Estructuras de Ingeniería Marítima y Costera: Guía Completa
Introducción
Los diques de talud y las escolleras son estructuras de protección costera que actúan como coraza frente a la acción del mar. Su objetivo principal es disipar energía, reducir la profundidad de desplazamiento de las olas, provocar la rotura sobre la cara expuesta y disminuir el run-up mediante rugosidad y porosidad del macizo.
Definición: Un dique de talud es una estructura compuesta por un núcleo y capas de protección (coraza) formada por elementos sueltos o unitarios que trabajan entrelazadamente para disipar la energía del oleaje.
Componentes y geometría
Corte típico
- Núcleo: material de relleno que aporta volumen y soporte.
- Submantos y bermas: escalones o apoyos intermedios que facilitan estabilidad y montaje.
- Manto o coraza: capa exterior formada por roca o elementos artificiales (hormigón) que recibe directamente la acción del mar.
- Coronación: parte superior, debe permitir el tránsito si corresponde.
Definición: Coraza es la capa externa del dique compuesta por bloques de roca o unidades de hormigón diseñadas para proteger el núcleo y disipar energía.
Tipos según comportamiento y disposición
- Disipadores
- Permeables
- Irrebasables
- Rebasables
- Emergidos
- Sumergidos
Tabla comparativa: tipos de diques
| Tipo | Característica principal | Uso típico |
|---|---|---|
| Disipador | Alta rugosidad y huecos para romper olas | Protección frente a oleaje fuerte |
| Permeable | Permite paso parcial del agua, reduce presiones | Protección con filtración controlada |
| Irrebasable | No permite sobrevertido | Obras permanentes expuestas |
| Rebasable | Diseñado para tolerar paso de olas | Obras donde se acepta inundación ocasional |
| Emergido | Corona por encima del nivel medio del mar | Puerto y protecciones visibles |
| Sumergido | Corona por debajo del nivel de marea (bajo NRS) | Estructuras discretas, menor impacto visual |
Comportamiento ante estados de mar y modos de falla
Lista de Estados Límite Últimos (según ROM 0.5.9):
- Rotura del manto y pérdida de bloques de protección (hidráulica)
- Deslizamiento superficial del manto
- Estabilidad del espaldón
- Estabilidad de la berma
- Estabilidad global
- Erosión interna
- Estabilidad del núcleo del dique
- Socavación del fondo natural
Puntos clave:
- La falla hidráulica del manto ocurre cuando las unidades de coraza se desplazan por la acción directa del oleaje y del reflujo.
- La socavación del fondo puede comprometer la estabilidad global si el pie no está protegido.
Materiales de coraza
Roca natural
- Es el material principal usado en escolleras.
- Requiere control de calidad de cantera: ensayos petrográficos, resistencia, desgaste y absorción.
Definición: Enrocado es la disposición ordenada o semiordenada de bloques de roca para formar la coraza exterior de un dique.
Requisitos mínimos (ejemplos típicos de criterios de calidad):
- Resistencia a punta mínima: $4\ \mathrm{MPa}$
- Pérdida Los Angeles máxima: $25%$
- Absorción máxima: $2%$
- Densidad mínima: $2.60\ \mathrm{t/m^3}$
Elementos de hormigón (unidades prefabricadas)
- Cuando la roca es escasa o de mala calidad se usan bloques artificiales: tetrapodos, dolos, accropodes, core-loc, xbloc, cubipod, entre otros.
- Sus propiedades dependen de: porosidad, capacidad disipativa, trabazón y facilidad de montaje.
Tabla comparativa: bloques de hormigón
| Unidad | Ventaja | Observación |
|---|---|---|
| Tetrapodo | Buena trabazón y dispersión de energía | Fórmulas geométricas para dimensionar |
| Dolos | Excelente disipación por geometría compleja | Requieren gran volumen individual |
| Accropode / Accropode II | Alta resistencia y montaje más compacto | Menor índice de huecos que tetrapodos |
| Cubo / Paralelepípedo | Facilidad de fabricación |
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Escolleras y diques
Klíčová slova: Obras marítimas y protección costera, Protección costera y diseño de diques, Oceanografía y dinámica litoral — Meteorología y viento, Oceanografía y dinámica litoral — Oceanografía física y corrientes, Escolleras y estructuras de diques, Estabilidad de taludes y rocas, Fundaciones y estructuras costeras, Oceanografía y dinámica litoral — Dinámica litoral y oleaje, Dragado y batimetría, Materiales estructurales geotécnicos, Oceanografía y dinámica litoral — Mareas y predicción, Estructuras marinas especiales, Cimentación y pilotes - Tipos de pilotes, Cimentación y pilotes - Instalación y hinca, Control de calidad
Klíčové pojmy: Objetivo principal: disipar energía y reducir run-up mediante coraza, Componentes: núcleo, bermas, submantos, manto y coronación, Tipos de diques: disipadores, permeables, irrebasables, rebasables, emergidos, sumergidos, Control de calidad de roca: resistencia $4\ \mathrm{MPa}$, Los Angeles $\le 25\%$, absorción $\le 2\%$, Cálculo de tamaño nominal: $D_{n50} = \left(\frac{W}{\gamma_r}\right)^{1/3}$, Unidades de hormigón: tetrapodos, dolos, accropode, xbloc, cubipod y su selección según trabazón y porosidad, Soluciones de fundación: enrocados, geotextiles y ensayos geotécnicos (SPT, triaxial, edómetro), Secuencia constructiva: núcleo y bermas → submantos y filtros → manto principal → coronación, Protección del pie y filtros evita socavación y erosión interna, Instalación: condiciones de mar calmado, transporte marítimo y verificación permanente de disposición