Estudio en modelo físico a escala reducida de la viabilidad del empleo de buques fondeados como diques flotantes para abrigo portuario y defensa de costas

Fernández Lázaro, Angel (2014). Estudio en modelo físico a escala reducida de la viabilidad del empleo de buques fondeados como diques flotantes para abrigo portuario y defensa de costas. Tesis (Doctoral), E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.32635.

Descripción

Título: Estudio en modelo físico a escala reducida de la viabilidad del empleo de buques fondeados como diques flotantes para abrigo portuario y defensa de costas
Autor/es:
  • Fernández Lázaro, Angel
Director/es:
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha de lectura: 2014
Materias:
Escuela: E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos (UPM)
Departamento: Ingeniería Civil: Ordenación del Territorio, Urbanismo y Medio Ambiente [hasta 2014]
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

Los diques flotantes son estructuras que atenúan la energía del oleaje fundamentalmente por
reflexión y turbulencia. Aunque presentan importantes ventajas en términos constructivos y
medioambientales, su efectividad es limitada y en la práctica sólo se emplean en condiciones
climáticas propias de zonas con oleajes poco energéticos. Por otro lado, el buque es la
estructura flotante por excelencia y su empleo para el abrigo portuario y costero en
determinadas situaciones puede aportar las ventajas propias de los diques flotantes, al tiempo
que ampliar el rango de oleajes frente a los que estas estructuras son efectivas.
El propósito de esta Tesis Doctoral es evaluar la viabilidad del empleo de buques fondeados
como diques flotantes para el abrigo portuario y costero. Para ello, se han realizado ensayos en
modelo físico a escala reducida en un canal de oleaje del Centro de Estudios de Puertos y
Costas (CEPYC), con el objeto de determinar los coeficientes de transmisión (Ct), reflexión (Cr)
y disipación (Cd) de barcos de diversas tipologías y dimensiones, sometidos a diferentes
oleajes en distintas situaciones de carga, fondeo y profundidad del emplazamiento.
La efectividad de los buques empleados en los ensayos se ha determinado mediante el análisis
de dichos coeficientes y su variación con la altura de ola y el periodo de los oleajes incidentes.
Además, se han registrado las fuerzas existentes en las cadenas de fondeo con objeto de
comprobar la viabilidad del mismo y facilitar una estimación del diámetro de las cadenas que
serían necesarias en cada situación.
Posteriormente, se han aplicado los resultados obtenidos en los ensayos en modelo físico
reducido a dos situaciones de abrigo portuario y costero. La primera aplicación consiste en el
empleo de buques como defensa temporal en fases constructivas por medios marítimos,
partiendo de la hipótesis de que, actuando como diques flotantes, puede proteger la zona de la
obra y ampliar las ventanas temporales de periodos de actividad en obra marítima. Las
actividades que se han analizado son las de dragado de fondos, vertidos de material granular y
transporte y fondeo de cajones flotantes para diques y muelles.
La segunda aplicación estudiada es el empleo de buques para la protección costera y la
formación de salientes y tómbolos. Los coeficientes de transmisión obtenidos se han
introducido en formulaciones analíticas que permiten prever la evolución de la costa frente a la
protección procurada por el buque actuando como dique flotante exento.
Finalmente se han redactado las conclusiones de la investigación y se han propuesto nuevas
líneas de investigación relacionadas con esta Tesis Doctoral. Floating breakwaters are structures which attenuate wave energy mainly by reflection and
turbulence. They display advantages in terms of construction and ecology, amongst others.
However, their use is restricted in practice to certain areas with good climatic conditions and low
energy waves. Moreover, ships are the most common floating structures and their use for port
and coastal shelter in certain situations could widen the range of applicability in addition to the
rest of advantages of floating breakwaters.
The purpose of this research is to assess the feasibility of ships anchored as floating
breakwaters for port and coastal protection. To that end, tests in a scaled down physical model
have been conducted in a wave flume in the Centre of Port and Coastal Studies (CEPYC), in
order to determine the transmission (Ct), reflection (Cr) and dissipation (Cd) coefficients of ships
of diverse types and dimensions, under different wave, load, anchoring and depth conditions.
The effectiveness of the several ships used in the tests has been determined by analyzing
these coefficients and their variation with the wave height and period of the incident waves. In
addition, the existing forces in the anchor chains have been registered to verify the feasibility of
the anchoring systems, as well as to provide an estimation of the diameter of the chains that
would be needed in each situation.
Subsequently, the results of the tests have been applied to two situations of port and coastal
protection. The first one is the use of ships as a temporary defense for maritime works with
construction phases by maritime means, on the assumption that, acting as floating breakwaters,
they can protect the work area and increase the time windows of periods of activity in maritime
works. Dredging, dumping of granular material and transport and positioning of big concrete
caissons for docks and breakwaters were the activities analyzed.
The second situation is the use of ships for coastal protection and forming salients of sand or
tombolos. Some analytical formulations which take into account the transmission coefficients
from the tests have been used to predict the evolution of the coastline under the protection
given by the ships acting as detached floating breakwaters.
Finally, the conclusions of the research have been addressed and the proposal of new lines of
work related to the topic has been made.

Más información

ID de Registro: 32635
Identificador DC: https://oa.upm.es/32635/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:32635
Identificador DOI: 10.20868/UPM.thesis.32635
Depositado por: Biblioteca ETSI Caminos
Depositado el: 04 Dic 2014 08:32
Ultima Modificación: 26 Sep 2022 09:40
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