ES2340460A1 - Estructra maritima vertical con camaras de unidades multiples para la atenuacion de la reflexion de oleaje. - Google Patents
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Abstract
Estructura marítima vertical con cámaras de unidades múltiples para la atenuación de la reflexión de oleaje. La presente invención se refiere a una estructura marítima vertical para la atenuación de reflexión de oleaje, que comprende unas aberturas (4), (10), (11), (12), realizadas en el paramento frontal (3) de la estructura, una zona antirreflejante (9), que incorpora una o varias cámaras de disipación (6), aisladas entre sí, que están formadas por una pluralidad de unidades seleccionadas entre celdas (1) y bloques (2) de la estructura, interconectadas a través de aberturas intermedias (5) entre unidades adyacentes, siendo las paredes laterales y posterior (7) de la cámara de disipación impermeables, y tal que cada cámara de disipación, de al menos de una unidad de celda o bloque de anchura; y extendiéndose longitudinalmente en horizontal y a lo largo de al menos dos direcciones de circulación (8) distintas, así como a su uso como muelle, dique de abrigo, espaldón o margen de canal de navegación.
Description
Estructura marítima vertical con cámaras de
unidades múltiples para la atenuación de la reflexión de oleaje.
Dentro del ámbito de las obras marítimas y
portuarias, la presente solicitud de Patente de Invención
proporciona una estructura adecuada para atenuar la reflexión del
oleaje, conforme indica su enunciado.
La invención es aplicable a estructuras
convencionales con paramento exterior vertical, es decir a
estructuras marítimas verticales, incluyendo muelles y diques de
abrigo verticales. Específicamente la invención es aplicable a
muelles y diques verticales construidos a partir de cajones
prefabricados de hormigón armado con celdas interiores de
aligeramiento, en adelante estructuras de cajones, y a muelles a
partir de bloques de hormigón, en adelante estructuras de
bloques.
Los muelles convencionales son estructuras
marítimas para el atraque de buques y embarcaciones, que ofrecen un
paramento vertical muy reflejante al oleaje y oscilaciones del agua
en la dársena o área de flotación en la que se encuentran. Para
atenuar la reflexión del oleaje y con ello la amplificación de la
energía dentro de las dársenas o áreas de flotación próximas, es
conocida la incorporación a la estructura de elementos constructivos
complementarios para reducir la reflectividad en las áreas de
flotación, como taludes protegidos con escollera, playas y muelles
claraboya. Asimismo, se han desarrollado una variedad de tipologías
de elementos constructivos antirreflejantes que permiten reducir la
reflexión de forma más eficiente pero que presentan problemas
diversos, destacando principalmente su escasa eficacia para atenuar
la reflexión de ondas de baja frecuencia y periodos largos.
De otro lado, los diques de abrigo son obras
marítimas para reducir hasta casi eliminar la transmisión de energía
del oleaje, generando un espacio abrigado en el que poder establecer
muelles, zonas de atraque y amarre y otros usos. Las tipologías
fundamentales son el dique en talud o dique rompeolas y el dique
vertical. El dique en talud cumple la función de abrigo provocando
la rotura del oleaje sobre el talud y generando poca reflexión. El
dique vertical cumple la función de abrigo reflejando la energía del
oleaje incidente. La tipología en talud, con menor reflectividad, es
la más conveniente para la navegación y el entorno, aunque en
terrenos con cimentación competente la tipología vertical reduce los
costes de la obra, además de evitar parte de los problemas de
aprovisionamiento de materiales y de impacto ambiental, lo que
favorece el uso de la tipología vertical frente a la tipología en
talud. Para reducir los inconvenientes de la gran reflectividad de
los diques verticales, de modo análogo a los muelles se han
propuesto a lo largo del tiempo la incorporación de elementos
constructivos complementarios. Al igual que en los muelles, en el
caso de los diques verticales, se pretende minimizar los daños
ambientales generados por el oleaje reflejado a la navegación y a
las playas próximas.
Las estructuras marítimas verticales están
siendo favorecidas por la necesidad de aprovechar los espacios
portuarios al máximo y favorecer la operatividad portuaria. La
presente invención se dirige a dichas estructuras marítimas
verticales y tiene por objeto proporcionar la atenuación de la
reflexión del oleaje sin necesidad de incorporar elementos
constructivos antirreflejantes complementarios.
Para reducir la reflectividad de las estructuras
marítimas verticales se han propuesto una serie de modificaciones
estructurales a partir de la estructura conocida como de tipo
Jarlan. La estructura de tipo Jarlan, que se recoge en la patente
US-3118282, consiste en una cámara perforada que
disipa, principalmente, la energía del oleaje por desfase del oleaje
reflejado respecto del oleaje incidente entre la pared frontal
permeable y la posterior impermeable.
En todas estas estructuras conocidas derivadas
de las de tipo Jarlan los efectos técnicos para proporcionar la
atenuación de la reflexión son la disipación de energía por
turbulencia y fricción generada en la pared permeable y, sobretodo,
la reducción de la reflexión por disipación de energía mediante el
proceso de superposición de trenes de oleaje incidentes y reflejados
con diferente ángulo de fase, sentido de propagación y dirección en
su
caso.
caso.
En el documento de patente
ES-2262405, se describe una estructura vertical para
la atenuación de la reflexión de las referidas anteriormente. Se
trata de una estructura de cajón con al menos dos filas de celdas,
en el que las dos primeras celdas se comunican entre si formando una
cámara de disipación entre un paramento vertical ranurado y una
pared posterior impermeable, quedando la cámara de disipación
dividida por una abertura intermedia.
En el documento de patente
JP-2002275855, se muestra una estructura vertical de
muelle de bloques en la que se aplica también el concepto ce
estructura tipo Jarlan con la variante de que la atenuación de la
reflexión del oleaje se realiza en una dirección transversal en vez
de perpendicular al paramento vertical. La propia forma de los
bloques permite que la cámara de disipación en vez de extenderse en
la dirección perpendicular al paramento frontal de la estructura
vertical, en el que incide el oleaje a atenuar, se extiende con
cierta inclinación respecto a éste, y al igual que en dicha
invención con una abertura intermedia.
\newpage
Otras estructuras marítimas verticales conocidas
adecuadas para reducir la reflectividad son tales como una fila de
pilotes con una cierta permeabilidad (JP-62170606),
pantallas múltiples ranuradas (US-4154548) o
pantallas múltiples crecientes frente a los diques y muelles
(EP-88440048).
Sin embargo, todas las soluciones
antirreflejantes existentes para estructuras marítimas verticales
presentan el inconveniente de su escasa eficacia para reducir la
reflexión del oleaje de baja frecuencia. La ineficacia frente a las
ondas de baja frecuencia se deriva del hecho de que la onda
incidente tiene una primera reflexión en el paramento frontal o
parte de la estructura más adelantada y la última reflexión en la
parte más atrasada alcanzada por el flujo; si el tiempo de ida y
vuelta del flujo entre el paramento frontal y el trasero es mucho
menor que la mitad del periodo de la onda incidente, no hay
interferencia significativa entre reflexiones y la eficacia
antirreflejante es baja. En otras palabras, si la anchura de la zona
antirreflejante del dique o muelle es mucho menor que la cuarta
parte de la longitud de onda, la efectividad antirreflejante es muy
baja. Ello conlleva la necesidad de reservar mucho espacio para la
zona antirreflejante generando elevados costes de construcción con
respecto a las tipologías convencionales. Así para construir diques
verticales o muelles antirreflejantes que sean eficaces frente a
oleaje de baja frecuencia, con periodos elevados asociados a grandes
temporales y oleaje de fondo con longitudes de onda de más de 100
metros, sería necesaria una anchura de la zona antirreflejante mayor
de 10 metros, inviable en la mayoría de muelles de bloques e
inviable o muy costoso en diques o muelles de cajones al afectar a
más de dos filas de celdas. Para frecuencias más bajas, con periodos
de más de 30 segundos asociados a oleaje, grupos de olas, resonancia
de dársenas y otras ondas de baja frecuencia, los bloques, que
habitualmente tienen pocos metros de anchura, y los diques de
cajones, que habitualmente tienen hasta 20 metros de anchura, no
ofrecen la posibilidad de construir zonas antirreflejantes de
anchura suficiente para atenuar la reflexión de las ondas de baja
frecuencia.
En definitiva el problema técnico planteado en
la presente invención es proporcionar una estructura marítima o
portuaria vertical adecuada para la atenuación de la reflexión del
oleaje y eficiente para el oleaje y las ondas de baja
frecuencia.
Para poder atenuar el oleaje y las ondas de baja
frecuencia en estructuras marítimas verticales como muelles y diques
verticales con las anchuras y métodos constructivos habituales, la
invención incorpora diferentes cámaras de disipación con lo que se
persigue la implementación de los efectos técnicos de las
estructuras de tipo Jarlan. Novedosamente, las diferentes cámaras de
disipación se extienden horizontalmente formando circuitos de varias
unidades, de celdas o de bloques, a lo largo de diferentes
direcciones permitiendo una extensión del recorrido de la
circulación del flujo inducido por el oleaje, y aumentando así la
eficacia antirreflexiva frente a las frecuencias más bajas.
Para una mejor comprensión de la presente
invención, se introducen los siguientes conceptos que definen la
estructura marítima vertical, objeto de la invención. Por
"unidad" se entiende el bloque hueco en el caso de muelle de
bloques y la celda en el dique o muelle de cajones de celdas; por
"cámara de disipación" se entiende el conjunto de unidades
interconectadas entre sí formando un circuito y aislado, a su vez,
de otras "cámaras de disipación"; por "circuito" se
entiende el espacio o la trayectoria recorrida por el flujo del
oleaje a través de una cámara de disipación desde su incidencia
hasta su disipación parcial y/o salida del sistema de atenuación en
función de las características de la cámara establecida; por
"frontal" se entiende la superficie delantera de la estructura
vertical en la que incide el oleaje; por "lateral", se entiende
cualquiera de las superficies verticales o sensiblemente verticales
situadas en el interior de la cámara de disipación paralelamente a
la dirección de circulación del flujo de oleaje; por
"posterior" se entiende la superficie situada al final de la
cámara de disipación; "superior" e "inferior" se refieren
a las superficies horizontales o sensiblemente horizontales situadas
encima y debajo de la cámara de disipación según la dirección de
circulación; por "zona antirreflejante" se entiende el volumen
con huecos de la estructura marítima vertical situada junto al
paramento frontal que se destina a la atenuación de la reflexión y
en la que se distribuyen las cámaras de disipación; y por "anchura
de la zona antirreflejante" se entiende la máxima distancia en
dirección perpendicular al paramento frontal entre dicho paramento y
el punto más separado de la zona antirreflejante respecto a
aquél.
La estructura marítima de la invención comprende
una o varias cámaras de disipación abiertas por el paramento
frontal. Cada cámara de disipación está formada por una pluralidad
de unidades interconectadas a través de unas aberturas intermedias,
extendiéndose horizontalmente en al menos dos direcciones de
circulación distintas. La anchura típica de la cámara de disipación,
medida perpendicularmente al flujo de oleaje, es de al menos una
unidad, es decir la anchura que tiene la celda o el bloque tal como
se dispone en la estructura. Por otra parte, la longitud de cada
cámara de disipación viene determinada por la distancia recorrida
por el flujo de oleaje en la cámara de disipación entre la
superficie frontal y la posterior, o la mitad de la longitud del
circuito de unidades si la cámara tiene dos aberturas frontales y
carece de pared posterior.
La presente invención tiene por lo tanto como
objeto una estructura marítima vertical para la atenuación de
reflexión de oleaje que comprende:
- una zona antirreflejante, que incorpora una o
varias cámaras de disipación, aisladas entre sí, abiertas por una o
varias aberturas frontales del paramento frontal de la
estructura;
- una o varias cámaras de disipación, que están
formadas por una pluralidad de unidades interconectadas a través de
aberturas intermedias entre dichas unidades adyacentes,
- paredes laterales y posterior impermeables de
cada cámara de disipación que pueden contener piezas adicionales
para aumentar las pérdidas de energía por fricción dentro de la
cámara.
- la anchura de la cámara de disipación, siendo
de al menos una unidad y
- la cámara de disipación, extendiéndose
longitudinalmente en horizontal y a lo largo de al menos dos
direcciones de circulación distintas.
Las unidades pueden ser celdas cuadradas,
rectangulares o circulares, o bloques, cuadrados o
rectangulares.
Según realizaciones particulares, la estructura
marítima es un dique o muelle de cajones con celdas y en la que cada
cámara de disipación está formada por una pluralidad de celdas
interconectadas a través de aberturas intermedias entre celdas
adyacentes, siendo las paredes laterales y posterior de la cámara de
disipación impermeables.
Según realizaciones particulares adicionales, la
estructura marítima es un muelle de bloques en el que cada cámara de
disipación está formada por una pluralidad de bloques huecos
interconectados a través de unas aberturas intermedias entre bloques
adyacentes, siendo las paredes laterales y posterior de la cámara de
disipación impermeables.
En cualquier realización de la invención, la
longitud de la cámara de disipación puede ser mayor que la anchura
de la zona antirreflejante de la estructura. Según realizaciones
particulares dicha longitud es de al menos dos unidades de celda o
bloque.
En la estructura marítima de la invención tanto
la abertura frontal como las aberturas intermedias de las cámaras de
disipación pueden ser ventanas, ranuras u orificios.
Preferentemente, dichas aberturas tienen una permeabilidad tal que
se mantiene igual o decrece en el recorrido de la cámara de
disipación recorrida desde la abertura frontal hacia la pared
posterior, o hacia la mitad de la longitud de la cámara de
disipación si carece de pared posterior y tiene dos aberturas
frontales.
Las celdas de la estructura marítima de cajones
pueden tener distintas configuraciones definidas por secciones en
planta tales como cuadradas, rectangulares, circulares o
poligonales, siendo las más empleadas en la actualidad cuadradas o
circulares.
Para el caso de que la estructura se forme con
unidades - celdas o bloques - cuadradas, las direcciones de
circulación se definen en la presente memoria como las diferentes
direcciones paralelas a las paredes laterales de cada cámara de
disipación, estanco cada dirección definida por al menos dos
unidades, celdas o bloques. Para el caso de que la estructura se
forme con unidades circulares, las direcciones de circulación se
definen en la presente memoria como las direcciones paralelas al
plano vertical tangente exterior a las unidades circulares que
configuran la pared lateral de la cámara de disipación, estando cada
dirección definida por al menos dos unidades. Análogamente se
definiría el concepto de dirección de circulación cuando las
unidades no fueran circulares o cuadradas, con objeto de referirse a
una dirección de circulación principal del flujo de oleaje.
La invención proporciona cámaras de disipación
que forman circuitos de unidades de longitud mayor que la anchura de
la zona antirreflejante del dique o muelle. El número y la longitud
óptima de las cámaras de disipación que albergan los circuitos
antirreflejantes de unidades múltiples en diques y muelles dependerá
del clima marítimo y oleaje incidente, por un lado, y de las
características de los buques y embarcaciones, por otro. Cuando las
ondas incidentes cuya reflexión se desea atenuar no tengan baja
frecuencia, puede ser conveniente utilizar simplemente la
disposición de cámaras convencionales tipo Jarlan con una anchura de
la zona antirreflejante mayor del 10% de la longitud de onda. Si se
desea atenuar ondas de muy baja frecuencia, como son las ondas de
resonancia en dársenas, entonces serán especialmente apropiados los
circuitos antirreflejantes de unidades múltiples de gran longitud;
en este caso, aunque el paramento frontal de la estructura vertical
resultaría impermeable en su mayor parte para una anchura de zona
antirreflejante
fijada, las pocas zonas permeables serán muy eficaces en la reducción de la reflexión de ondas
fijada, las pocas zonas permeables serán muy eficaces en la reducción de la reflexión de ondas
\hbox{de muy
baja frecuencia.}
La presente invención da una respuesta eficaz al
problema de reducir la reflectividad de muelles y diques verticales
frente al oleaje y ondas de periodos altos, sin incrementar la
anchura de la zona antirreflejante de la estructura. Constituye
además una solución factible desde el punto de vista constructivo, a
la vez que económicamente viable. Además, las cámaras de disipación
con circuitos antirreflejantes de unidades múltiples objeto de la
invención son aplicables no sólo a estructuras verticales de bloques
o de cajones, sino también a contornos de dársena, espaldones,
canales de navegación y, en general, estructuras de paramento
sensiblemente vertical para las que se desee reducir su
reflectividad frente al oleaje y oscilaciones del mar de baja
frecuencia tales como oleaje y oscilaciones asociadas a grandes
temporales, ondas de resonancia en dársenas, etc.
Más concretamente, las cámaras de disipación con
circuitos de unidades múltiples de la presente invención, se pueden
definir para dos tipos de estructuras verticales: (a) estructuras
verticales de cajones para diques o muelles a más de 10 metros de
profundidad y (b) estructuras verticales de bloques para muelles
construidos en dársenas a menos de 18 metros de profundidad. En el
caso de las estructuras de cajones, la parte superior de la fila o
las filas frontales de celdas de dichos cajones se modifica hasta
una cierta profundidad para formar celdas inundables conectadas
entre sí creando circuitos, aislados a su vez de otros circuitos;
estos circuitos tienen un extremo abierto al exterior en la pared
frontal y otro extremo cerrado e impermeable comprendiendo una
longitud aproximada del 10% al 20% de la longitud de onda media de
las ondas cuya reflexión se quiere reducir, o bien dos extremos
abiertos al exterior en la pared frontal, de una longitud aproximada
del 20% al 40% de la longitud de onda media de las ondas cuya
reflexión se quiere reducir. En el caso de muelles de bloques, se
pueden fabricar "in situ" o utilizar elementos modulares
antirreflejantes prefabricados previamente en tierra para sustituir
la fila o filas superiores de bloques creando con ellos cámaras de
disipación con circuitos de bloques de mayor longitud que la unidad
de bloque en el muelle; en caso de utilizar bloques huecos, los
elementos sólo tendrán dos caras verticales permeables por donde
pueda fluir el agua al siguiente bloque del circuito, excepto el
elemento situado en el extremo de cada circuito que sólo tendrá la
cara permeable de entrada a una unidad sin conexiones con otras
unidades en el plano horizontal.
De esta forma, aunque el muelle o dique tenga
una zona antirreflejante de pocos metros de anchura - típicamente 4
metros en muelles de bloques y 7 metros en muelles y diques de
cajones -, las cámaras de disipación con circuitos de unidades
múltiples permiten una reducción eficaz de la reflexión de ondas de
periodos altos y no sólo de ondas de acompañamiento y periodos
pequeños de oleaje. Por otro lado, la posibilidad de disponer de
circuitos de unidades múltiples de mayor o menor longitud con la
misma anchura de zona antirreflejante en diques y muelles, permite
adaptarse a las condiciones locales del oleaje y las ondas largas
que inciden sobre la estructura, lo que posibilita, por tanto,
realizar diseños óptimos específicos adaptados a las condiciones
locales de cada tramo de obra. Por ejemplo, los cajones utilizados
en el dique de abrigo de un puerto comercial pueden tener circuitos
de unidades múltiples de una gran longitud, adecuada para reducir la
reflectividad de los temporales máximos anuales más frecuentes, que
suelen ser los responsables habituales del cierre del puerto; los
cajones utilizados en los muelles más expuestos al oleaje que
penetra desde la bocana pueden tener circuitos de celdas múltiples
de menor longitud, adecuada para reducir la reflectividad de los
temporales que mayor agitación interior generan cada año, y los
cajones situados en zonas muy abrigadas del puerto pueden tener
circuitos de unidades múltiples de mucha mayor longitud, adecuada
para reducir la reflectividad de las ondas largas asociadas a los
grupos de olas de los temporales, la resonancia de dársenas y otras
ondas de baja frecuencia. Es decir, en lugar de tener que aplicar
prácticamente la misma solución en cualquier situación, las cámaras
de disipación con circuitos de unidades múltiples permiten adaptar
fácilmente los cajones o bloques para obtener la reducción de
reflectividad idónea en cada tramo de dique o muelle de un puerto
sin ampliar la anchura de la zona antirreflejante.
A diferencia de los sistemas antirreflejantes
convencionales con cámaras de disipación de una o dos unidades, en
los que la permeabilidad óptima del paramento frontal e intermedio
se sitúa alrededor del 30% e influye de manera determinante en la
reducción de la reflexión, en los circuitos de unidades múltiples
las permeabilidades óptimas son mayores y, en el caso de cajones con
celdas circulares y cuadradas o rectangulares, la permeabilidad
máxima vendrá normalmente limitada por razones constructivas. Deben
cuidarse dos reglas generales para establecer las permeabilidades
dentro de cada circuito: (a) las permeabilidades de entrada a cada
unidad deben mantenerse o decrecer desde el paramento exterior hacia
el interior y (b) deben buscarse permeabilidades medias mayores si
la longitud de la cámara de disipación es mayor y la profundidad del
agua dentro de las cámaras es menor. Aproximadamente puede usarse la
relación porosidad media = 20% + 10% [N^{1/2} +
(h/hc)^{1/4}], donde N es la longitud de la cámara de
disipación medida en número de unidades del circuito y h/hc es la
relación entre la profundidad media de la dársena en la que se
encuentra la estructura marítima vertical y la de la cámara de
disipación. Así por ejemplo, si la profundidad de la cámara de
disipación es un quinto de la profundidad de la dársena, h/hc = 5 y
si la cámara de disipación está compuesta por un circuito formado
por una unidad abierta frontal, cuatro intermedias y una posterior,
el circuito final tiene una longitud de N = 6 unidades, entonces las
permeabilidades óptimas son aproximadamente p1 y p2 = 70% para la
entrada a la unidad frontal y la unidad contigua, p3 y p4 = 60% para
las entradas de la tercera y cuarta unidad del circuito, y p5 y p6 =
50% para la entrada a la quinta unidad y la entrada a la unidad
posterior. Si la cámara de disipación no tiene unidad posterior
cerrada y está formada por dos unidades abiertas a la pared frontal
y cuatro intermedias, la longitud efectiva es la mitad, N = 6/3, ya
que el flujo penetra desde el paramento frontal hacia el interior y
las permeabilidades aproximadas que deben usarse son 55% para las
entradas a las dos unidades abiertas al paramento frontal, 50% para
las entradas de las unidades contiguas a las frontales y 45% para el
resto de conexiones entre unidades internas de la cámara de
disipación.
Con objeto de aumentar la estabilidad y los
mecanismos de disipación de energía dentro de las cámaras de
disipación, las unidades pueden llenarse parcialmente de elementos
resistentes tales como piedras, piezas prefabricadas u otros
elementos específicos que aumenten la pérdida de energía por
fricción y el peso de la estructura.
Así pues, las celdas parcialmente abiertas y
conectadas de las estructuras de cajones para diques y muelles, o
bien los bloques de los muelles, pueden formar cámaras de disipación
con circuitos de unidades múltiples de una longitud mayor que la
anchura de la zona antirreflejante para poder reducir eficazmente la
reflectividad de oleaje y ondas de baja frecuencia y adaptarse mejor
a las condiciones locales de agitación en cada tramo de muelle o
dique. Puede decirse que la efectividad antirreflejante de los
circuitos de unidades múltiples depende fundamentalmente de tres
factores: (a) la anchura de la zona antirreflejante, (b) la
profundidad del agua dentro de las cámaras de disipación y (c) la
longitud de los mismos; los dos primeros factores suelen venir
condicionados por razones constructivas y el tercer factor es el que
debe decidirse en cada caso para reducir con la mayor eficacia
posible el oleaje y las ondas incidentes en cada tramo de obra.
La formación de cámaras de disipación con
circuitos de unidades múltiples en cajones para diques y muelles
lleva implícito el aislamiento horizontal de unos circuitos de
otros, ya que las celdas de los cajones están aisladas y sólo se
abren o conectan las celdas correspondientes a cada circuito de la
longitud deseada para provocar un flujo de entrada y salida
básicamente horizontal. En el caso de circuitos de unidades
múltiples formados en muelles de bloques, hay que cuidar que no haya
conexión entre bloques de diferentes circuitos; los circuitos de
unidades de bloques se definen en el plano horizontal y pueden tener
conexiones verticales entre pares de bloques o elementos situados
unos encima de otros, pero no puede haber flujo a través de
conexiones horizontales entre bloques de diferentes circuitos. Como
regla general, tampoco debe haber comunicación entre unidades de la
misma cámara de disipación que no se hayan definido como contiguas
dentro del circuito de unidades, ya que ello reduciría la longitud
efectiva del circuito.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, de acuerdo con un ejemplo
preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte
integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde, con
carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
La figura 1.- Muestra una representación de una
estructura marítima vertical de celdas a la cual se dirige la
presente invención, correspondiendo en concreto a un muelle de
cajones, en perspectiva (1A) y en sección del alzado (1B).
La figura 2.- Muestra una representación de una
estructura marítima vertical de bloques a la cual se dirige la
presente invención, en perspectiva (2A) y en sección del alzado
(2C). También se muestran dos tipologías diferentes de elementos de
bloque para formar las cámaras de disipación de unidades múltiples
(2B).
La Figura 2B muestra dos bloques típicos, uno
preferente de la fila delantera (el de ranuras) y otro preferente de
la fila trasera.
La figura 3.- Muestra una representación de un
dique de abrigo vertical de cajones con celdas cuadradas según la
invención, en perspectiva (3A) y en planta esquemática (3B), con una
zona antirreflejante de 2 celdas de anchura y donde se han formado
circuitos de unidades múltiples de diversas longitudes: 6 unidades
(B-B'), 5 unidades (D-D'), 4
unidades (A-A') y 3 unidades (C-C),
que permite reducir la reflexión de ondas de un amplio rango de
periodos.
La figura 4.- Muestra una representación de un
dique vertical de cajones con celdas circulares según la invención,
en perspectiva (4A) y en planta esquemática (4B), con una zona
antirreflejante de 2 unidades de anchura y donde se han formado
circuitos de unidades múltiples de diversas longitudes: 4 unidades
(A-A', C-C' y D-D')
y 3 unidades (B-B').
La figura 5.- Muestra una representación de un
muelle de cajones de celdas cuadradas según la invención, en
perspectiva (5A) y en planta esquemática (5B), con una zona
antirreflejante de 2 unidades de anchura y donde se han formado
circuitos de unidades múltiples de la misma longitud: 4 unidades
(A-A', B-B', C-C' y
D-D'). Las celdas que forman el circuito BB' cuentan
además con elementos que incrementan la rugosidad en el lecho de la
cámara de disipación y que, como se ha comentado en la presente
memoria, aumentan las pérdidas de la energía del oleaje por
fricción.
La figura 6.- Muestra una representación de un
muelle de cajones de celdas cuadradas según la invención, en
perspectiva (6A) y en planta esquemática (6B). En la figura 6B, se
muestra el muelle con una zona antirreflejante de 2 unidades de
anchura y donde se han formado tres circuitos de unidades múltiples
largos de 5 unidades de longitud (A-A',
C-C' y E-E'), tres unidades aisladas
(B-B', D-D' y F-F').
Estas soluciones son apropiadas para reducir la reflexión tanto de
ondas de periodos altos como también bajos, pero menos eficiente en
los periodos intermedios.
Las figuras 1, 2 y 3 muestran estructuras
marítimas verticales a las que se dirige la invención: muelle de
cajones (figura 1), muelle de bloques (figura 2) y dique vertical de
cajones (figura 3).
En las figuras 3, 4, 5 y 6, puede observarse
como las cámaras de disipación con los circuitos de unidades
múltiples (6) se pueden formar a partir de una estructura de cajones
de celdas (1) cuadradas (figuras 3, 5 y 6) o circulares (figura 4)
realizando aberturas frontales (4) en el paramento frontal (3) y
aberturas intermedias (5), incluyendo ventanas (10), ranuras (11) u
orificios (12) en la zona próxima al nivel medio del mar, formando
así cámaras de disipación (6) con un número de unidades adecuado
para el periodo de las ondas cuya reflexión se desea reducir.
Análogamente, se formarían las cámaras de
disipación con circuitos de unidades múltiples (6) en estructuras
marítimas verticales de bloques (2), disponiendo los elementos
huecos tipo bloque con aberturas frontales (4) y aberturas
intermedias (5) incluyendo ventanas (10), ranuras (11) u orificios
(12) como se muestran en la figura 2A, a través de las que se
interconectan los distintos bloques que forman la cámara de
disipación (6) con el circuito de la longitud deseada.
Las cámaras de disipación con los circuitos de
unidades múltiples pueden formarse de longitudes variadas como en la
figura 3 para ser eficaces en la atenuación de la reflexión de ondas
de un amplio rango de frecuencias bajas y no ser mucho menos
eficaces en la atenuación de la reflexión de ondas de frecuencias
altas. Las aberturas intermedias (5) de las celdas (1) o bloques (2)
pueden ser de tipo ventana (10) (figuras 3 y 4), ranuras (11)
(figuras 5A y 5B) y orificios (12) (figuras 6A y 6B).
Los circuitos de unidades múltiples o cámaras de
disipación (6) también pueden formarse de longitudes similares como
en la figura 5 para ser más eficaces en la atenuación de la
reflexión de ondas en un rango no muy amplio de frecuencias bajas y
ser menos eficaces en la atenuación de la reflexión de ondas de
frecuencias altas.
Las cámaras de disipación con los circuitos de
unidades múltiples (6) pueden formarse de longitudes iguales con
circuitos repetitivos como se muestra en la figura 5B, que siempre
atenuarán de forma más eficaz la reflexión de las ondas de mayor
periodo y de forma menos eficaz las ondas de menor periodo.
Las cámaras de disipación con circuitos largos
de muchas unidades pueden construirse junto con unidades
antirreflejantes aisladas como en la figura 6B para ser eficaces
simultáneamente en la atenuación de la reflexión de ondas de
frecuencia muy baja, como el oleaje de fondo y también de ondas de
frecuencia muy alta, como las ondas de acompañamiento de buques. Las
aberturas intermedias (5) entre celdas (1) o bloques (2) contiguos
de la misma cámara de disipación han de ser permeables. Como regla
general, tendrán menor permeabilidad las paredes frontales de las
celdas o bloques aislados y las paredes entre las unidades más
internas de los circuitos de unidades múltiples, siendo de mayor
permeabilidad las paredes entre unidades de circuitos más largos y
entre unidades más próximas al paramento frontal.
Finalmente, los circuitos de unidades múltiples
pueden ser muy largos para tener la máxima eficacia en la atenuación
de la reflexión de ondas de más baja frecuencia, como las ondas de
resonancia de dársenas, aunque resulten muy poco eficaces para
atenuar la reflexión de las ondas de acompañamiento de alta
frecuencia.
Las celdas o bloques de la cámara de disipación
pueden rellenarse parcialmente de elementos que incrementan la
rugosidad del lecho de la cámara de disipación como piedras (14) u
otros elementos como se muestra en la figura 5A para aumentar la
pérdida de energía por fricción en el flujo de entrada y salida del
circuito, colaborando en la atenuación de la energía reflejada.
Claims (14)
1. Estructura marítima vertical para la
atenuación de reflexión de oleaje, caracterizada porque
comprende
- unas aberturas (4), (10), (11), (12),
realizadas en el paramento frontal (3) de la estructura,
- una zona antirreflejante (9), que
incorpora
- una o varias cámaras de disipación (6),
aisladas entre sí, que están formadas por
- una pluralidad de unidades seleccionadas entre
celdas (1) y bloques (2) de la estructura, interconectadas a través
de aberturas intermedias (5) entre unidades adyacentes, siendo las
paredes laterales y posterior (7) de la cámara de disipación
impermeables,
- cada cámara de disipación, de al menos de una
unidad de celda o bloque de anchura; y extendiéndose
longitudinalmente en horizontal y a lo largo de al menos dos
direcciones de circulación (8) distintas.
2. Estructura marítima vertical para la
atenuación de reflexión de oleaje según la reivindicación 1,
caracterizada porque las unidades son seleccionadas entre
celdas cuadradas, rectangulares o circulares, y bloques, de sección
cuadrada o rectangular.
3. Estructura marítima vertical para la
atenuación de reflexión de oleaje, según la reivindicación 1,
caracterizada porque es una estructura de cajones con celdas
y en la que la cámara de disipación está formada por una pluralidad
de celdas (1) interconectadas a través de aberturas intermedias (5)
entre celdas adyacentes, siendo las paredes laterales y posterior
(7) de la cámara de disipación impermeables.
4. Estructura marítima vertical para la
atenuación de reflexión de oleaje según la reivindicación 1,
caracterizada porque la cámara de disipación está formada por
una pluralidad de bloques (2) de la estructura interconectados a
través de unas aberturas intermedias (5) entre bloques
adyacentes.
5. Estructura marítima vertical según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque la longitud de la cámara de disipación es mayor que la
anchura de la zona antirreflejante (9) de la estructura.
6. Estructura marítima vertical según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque la longitud de la cámara de disipación es de dos o más
unidades de celda (1) o bloque (2).
7. Estructura marítima vertical según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque la abertura frontal (4) y las aberturas intermedias (5) se
seleccionan del grupo consistente en ventanas (10), ranuras (11) y
orificios (12).
8. Estructura marítima vertical según la
reivindicación 7, caracterizada porque la abertura frontal
(4) y las aberturas intermedias (5) tienen una permeabilidad tal que
se mantiene igual o decrece en la dirección de la longitud de la
cámara de disipación recorrida desde la abertura frontal (4) hacia
el interior.
9. Estructura marítima vertical según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque la cámara de disipación (6) contiene elementos específicos
(14) que incrementan la rugosidad del lecho de la cámara para
aumentar la fricción y la pérdida de energía del oleaje
incidente.
10. Estructura marítima vertical según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada
porque la cámara de disipación (6) comprende una o varias aberturas
(13) en la pared superior seleccionadas entre ventanas (10), ranuras
(11) y/u orificios (12).
11. Uso de la estructura marítima vertical
definida en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a
10, como muelle.
12. Uso de la estructura marítima vertical
definida en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a
10, como dique de abrigo.
13. Uso de la estructura marítima vertical
definida en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a
10, como espaldón.
14. Uso de la estructura marítima vertical
definida en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a
10, como margen de canal de navegación.
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|---|---|---|---|
| ES200931049A ES2340460B1 (es) | 2009-11-24 | 2009-11-24 | Estructura maritima vertical con camaras de unidades multiples para laatenuacion de la reflexion de oleaje. |
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