Rompeolas (estructura) - Breakwater (structure)

La bahía de Alamitos , California , el canal de entrada. Los rompeolas crean puertos más seguros, pero también pueden atrapar sedimentos que se mueven a lo largo de la costa.
Rompeolas en construcción en Ystad , 2019
Un rompeolas en Haukilahti , Espoo , Finlandia .

Los rompeolas son estructuras construidas cerca de las costas como parte de la gestión costera o para proteger un fondeadero de los efectos tanto del clima como de la deriva costera .

Propósitos

Barra da Tijuca - Río de Janeiro

Los rompeolas reducen la intensidad de la acción de las olas en las aguas costeras y, por lo tanto, proporcionan un refugio seguro. Los rompeolas también pueden ser estructuras pequeñas diseñadas para proteger una playa de pendiente suave para reducir la erosión costera ; se colocan a 100 a 300 pies (30 a 90 m) de la costa en aguas relativamente poco profundas.

Un fondeadero solo es seguro si los barcos anclados allí están protegidos de la fuerza de las poderosas olas por alguna gran estructura detrás de la cual puedan refugiarse. Los puertos naturales están formados por barreras como cabos o arrecifes . Se pueden crear puertos artificiales con la ayuda de rompeolas. Los puertos móviles, como los puertos Mulberry del Día D , se colocaron flotando en su posición y actuaron como rompeolas. Algunos puertos naturales, como los de Plymouth Sound , Portland Harbour y Cherbourg , se han mejorado o ampliado con rompeolas de roca.

Tipos

Los tipos de rompeolas incluyen rompeolas de pared vertical, rompeolas de montículo y montículo con superestructura o rompeolas compuesto.

Rompeolas en Trzęsacz, Polonia.

Una estructura de rompeolas está diseñada para absorber la energía de las olas que la golpean, ya sea usando masa (por ejemplo, con cajones) o usando una pendiente de revestimiento (por ejemplo, con unidades de armadura de roca o concreto).

En la ingeniería costera , un revestimiento es una estructura con respaldo de tierra, mientras que un rompeolas es una estructura con respaldo de mar (es decir, agua en ambos lados).

Escombros

Los rompeolas de los montículos de escombros utilizan huecos estructurales para disipar la energía de las olas. Los rompeolas de montículos de escombros consisten en pilas de piedras más o menos clasificadas según su peso unitario: piedras más pequeñas para el núcleo y piedras más grandes como una capa de armadura que protege el núcleo del ataque de las olas. Las unidades de armadura de roca u hormigón en el exterior de la estructura absorben la mayor parte de la energía, mientras que la grava o la arena evitan que la energía de las olas continúe a través del núcleo del rompeolas. Las pendientes del revestimiento suelen estar entre 1: 1 y 1: 2, dependiendo de los materiales utilizados. En aguas poco profundas, los rompeolas de revestimiento suelen ser relativamente económicos. A medida que aumenta la profundidad del agua, los requisitos de material y, por lo tanto, los costos aumentan significativamente.

Cajón hidráulico

Los rompeolas de cajones suelen tener lados verticales y generalmente se erigen donde es deseable atracar uno o más buques en la cara interior del rompeolas. Utilizan la masa del cajón y el relleno que contiene para resistir las fuerzas de vuelco aplicadas por las olas que los golpean. Son relativamente costosos de construir en aguas poco profundas, pero en sitios más profundos pueden ofrecer un ahorro significativo sobre los rompeolas de revestimiento.

A veces se coloca un montículo de escombros adicional frente a la estructura vertical para absorber la energía de las olas y así reducir la reflexión de las olas y la presión de las olas horizontales en la pared vertical. Este diseño proporciona protección adicional en el lado del mar y una pared del muelle en el lado interior del rompeolas, pero puede mejorar el rebasamiento de las olas.

Cajón absorbente de olas

Un concepto similar pero más sofisticado es un cajón que absorbe las olas, que incluye varios tipos de perforaciones en la pared frontal.

Estas estructuras se han utilizado con éxito en la industria petrolera en alta mar, pero también en proyectos costeros que requieren estructuras de cresta bastante baja (por ejemplo, en un paseo urbano donde la vista al mar es un aspecto importante (por ejemplo, Beirut y Mónaco)). En este último, un proyecto está actualmente en curso en el Anse du Portier que incluye 18 cajones de 27 m (89 pies) de altura que absorben las olas.

Atenuador de onda

Los atenuadores de olas consisten en elementos de hormigón colocados horizontalmente a un pie debajo de la superficie libre, colocados a lo largo de una línea paralela a la costa. Los atenuadores de olas tienen cuatro losas frente al mar, una losa vertical y dos losas frente a la tierra; cada losa está separada de la siguiente por un espacio de 200 milímetros (7,9 pulgadas). La hilera de cuatro losas orientadas al mar y dos a la tierra refleja la ola de alta mar por la acción del volumen de agua que se encuentra debajo de ella que, al oscilar bajo el efecto de la ola incidente, crea olas en fase opuesta a la ola incidente aguas abajo. de las losas.

Unidades de armadura de rompeolas

A medida que las alturas de las olas de diseño aumentan, los rompeolas de los montículos de escombros requieren unidades de blindaje más grandes para resistir las fuerzas de las olas. Estas unidades de blindaje pueden estar formadas por hormigón o roca natural. La clasificación estándar más grande para unidades de blindaje de roca que se da en CIRIA 683 "The Rock Manual" es de 10 a 15 toneladas. Es posible que se disponga de explanaciones más grandes, pero el tamaño final está limitado en la práctica por las propiedades naturales de fractura de la roca disponible localmente.

Las unidades de armadura de hormigón moldeado (como Dolos , Xbloc , Tetrapod , etc.) se pueden proporcionar en hasta aproximadamente 40 toneladas (por ejemplo, Jorf Lasfar , Marruecos), antes de que se vuelvan vulnerables a daños por el peso propio, el impacto de las olas y el agrietamiento térmico del formas complejas durante el vaciado / curado. Cuando se requieren las unidades de blindaje más grandes para los lugares más expuestos en aguas muy profundas, las unidades de blindaje suelen estar formadas por cubos de hormigón, que se han utilizado hasta ~ 195 toneladas para la punta del rompeolas en Punta Langosteira cerca de La Coruña. España.

El diseño preliminar del tamaño de la unidad de blindaje se realiza a menudo utilizando la Ecuación de Hudson, Van der Meer y más recientemente Van Gent et al .; todos estos métodos se describen en CIRIA 683 "The Rock Manual" y el manual de ingeniería costera del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos (disponible de forma gratuita en línea) y en otros lugares. Para el diseño detallado, el uso de modelos hidráulicos físicos a escala sigue siendo el método más confiable para predecir el comportamiento en la vida real de estas estructuras complejas.

Simulación 3D del movimiento de las olas cerca de un malecón. MEDUS (2011) División de Ingeniería Marina de la Universidad de Salerno.
El mismo movimiento de las olas en el rompeolas de Visby en Suecia .

Consecuencias no deseadas

Los rompeolas están sujetos a daños y desbordes en tormentas severas. Algunas también pueden tener el efecto de crear tipos únicos de olas que atraen a los surfistas, como The Wedge en el rompeolas de Newport.

Efectos de sedimentos

La disipación de energía y las aguas relativamente tranquilas creadas a sotavento de los rompeolas a menudo fomentan la acumulación de sedimentos (según el diseño del esquema del rompeolas). Sin embargo, esto puede dar lugar a una acumulación excesiva de salientes, lo que da como resultado la formación de tumbos , lo que reduce la deriva de los litorales hacia la costa de los rompeolas. Esta captura de sedimentos puede causar efectos adversos por la deriva hacia abajo de los rompeolas, lo que lleva a la inanición de los sedimentos de la playa y al aumento de la erosión costera . Esto puede llevar a que se necesite una mayor protección de ingeniería derivada del desarrollo del rompeolas. La acumulación de sedimentos en las áreas circundantes a los rompeolas puede provocar áreas planas con profundidades reducidas, lo que cambia el paisaje topográfico del fondo marino.

Las formaciones sobresalientes como resultado de los rompeolas son una función de la distancia a la que se construyen los rompeolas desde la costa, la dirección en la que la ola golpea el rompeolas y el ángulo en el que se construye el rompeolas (con respecto a la costa). De estos tres, el ángulo en el que se construye el rompeolas es el más importante en la formación de ingeniería de salientes. El ángulo en el que se construye el rompeolas determina la nueva dirección de las olas (después de que golpean los rompeolas) y, a su vez, la dirección en la que los sedimentos fluirán y se acumularán con el tiempo.

Efectos ambientales

La reducida heterogeneidad en el paisaje del fondo marino introducida por los rompeolas puede conducir a una reducción de la abundancia y diversidad de especies en los ecosistemas circundantes. Como resultado de la heterogeneidad reducida y la disminución de las profundidades que producen los rompeolas debido a la acumulación de sedimentos, la exposición a los rayos UV y la temperatura en las aguas circundantes aumentan, lo que puede alterar los ecosistemas circundantes.

Tres de los cuatro rompeolas que forman el puerto de Portland
Los ocho rompeolas en alta mar en Elmer, Reino Unido

Pero como una especie de rompeolas respetuoso con el medio ambiente, las pilas de rompeolas debido a la ocupación de un área pequeña no son dañinas para la vida silvestre marina.

Construcción de rompeolas independientes

Hay dos tipos principales de rompeolas en alta mar (también llamado rompeolas separado): único y múltiple. Sencillo, como su nombre indica, significa que el rompeolas consiste en una barrera ininterrumpida, mientras que varios rompeolas (en números entre dos y veinte) se colocan con espacios entre ellos (160–980 pies o 50–300 metros). La longitud de la brecha se rige en gran medida por las longitudes de onda que interactúan. Los rompeolas pueden ser fijos o flotantes, e impermeables o permeables para permitir la transferencia de sedimentos hacia la costa de las estructuras, la elección depende de la amplitud de las mareas y la profundidad del agua. Por lo general, consisten en grandes trozos de roca (granito) que pesan entre 10 y 15 toneladas cada uno, o montículos de escombros. Su diseño está influenciado por el ángulo de aproximación de las olas y otros parámetros ambientales. La construcción del rompeolas puede ser paralela o perpendicular a la costa, dependiendo de los requisitos de la costa.

Ubicaciones notables

Ver también

Referencias

enlaces externos