ES2301402B2 - Dique antirreflejante. - Google Patents
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Abstract
Dique antirreflejante aplicable a diques
verticales y a muelles portuarios y similares que tiene por objeto
reducir la reflectividad o el oleaje reflejado en un amplio rango
de frecuencias que se estructura básicamente a partir de un cajón
(5) prefabricado formado por celdas (11, 12, 13, 14 y 15) en donde
al menos una fila de ellas (11) se transforma en cámaras
prismáticas (1) que cuentan con aberturas, perforaciones o ranuras
(2, 8, 17, 18, 19) y en donde al menos una de las filas de celdas
(12) situada por detrás de la anterior se elimina para crear una
cámara abierta (3) que se forma entre las anteriores y pared
reflejante trasera (4), de forma que la dinámica de llenado/vaciado
de las cámaras prismáticas (1) sea diferente de la dinámica de
llenado/vaciado de dicha cámara abierta (3).
Description
Dique antirreflejante.
La presente solicitud de Patente de Invención
consiste, conforme indica su enunciado, en un dique
antirreflejante, que dentro del campo de las obras hidráulicas
marítimas y portuarias se encuentra dentro de aquellos denominados
diques verticales de cajones, utilizados para generar áreas
abrigadas.
Más concretamente, la invención tiene por objeto
principal un dique antirreflejante aplicable no solo a diques
verticales sino también a muelles portuarios y espaldones de diques
en talud que reduce la reflectividad o el oleaje reflejado en un
amplio rango de frecuencias y los rebases sobre el dique mediante
el establecimiento de cámaras prismáticas frontales con aberturas
que definen recintos de diferentes tamaños, formas y dinámicas.
De todos es conocida la importancia que a lo
largo de la historia ha tenido el contar con unas instalaciones
portuarias o litorales que faciliten el tránsito marítimo de una
manera segura, sencilla y fiable, permitiendo así también el
tránsito de personas y mercancías en condiciones óptimas.
A tal fin, ya muchos años atrás se desarrollaron
obras de abrigo poco reflejantes como los diques en talud o diques
rompeolas, que proporcionan protección frente al oleaje, provocando
la rotura del oleaje sobre el talud y reflejando solamente una
parte de la energía del mismo. Sin embargo, tanto las dificultades
de aprovisionamiento de los materiales necesarios para su
construcción, como el impacto ambiental causado durante la misma,
han favorecido otras tipologías más adecuadas.
Concretamente, los diques verticales, que
permiten proporcionar espacios portuarios protegidos frente a la
acción del oleaje, con menor consumo de materiales de cantera y
menores tráficos inducidos durante la construcción, pero que
reflejan una buena parte de la energía del oleaje.
Estos diques con paramento sensiblemente
vertical, se suelen construir a más de 10 metros de profundidad y
pueden estar construidos con cajones prefabricados, bloques,
tablestacas, recintos hincados, etc. con una cimentación más o
menos importante dependiendo de las características del fondo
marino en el que se apoyan. En particular, los diques verticales de
cajones permiten industrializar el proceso de fabricación de diques
y muelles, pudiendo separar la ejecución de una buena parte de las
obras del lugar del emplazamiento del dique o muelle con el
consiguiente beneficio ambiental que ello supone.
Por otro lado, los diques verticales cuentan con
el inconveniente de que al reflejar una buena parte de la energía
del oleaje que alcanza la estructura, este oleaje reflejado aumenta
la agitación en la zona marítima exterior próxima al dique,
afectando negativamente a la navegación cerca del dique, a la
dinámica litoral próxima e incluso a la propia agitación portuaria
interior. Además, la fuerte reflexión de los diques verticales
aumenta las fuerzas sobre el mismo, el rebase de la estructura por
el oleaje y las corrientes en la zona, afectando con ello las
condiciones de estabilidad del cuerpo del dique, a su estructura y
cimentación.
Para solventar estos inconvenientes, tanto desde
el punto de vista económico como ambiental, era necesario por
consiguiente una modificación estructural de dichos diques
verticales que permitiera reducir la reflectividad de la
estructura, propiciando así una reducción de las fuerzas de pico
sobre la estructura, del rebase del dique, de las corrientes en el
entorno y del oleaje total de la zona próxima.
Así surgieron una serie de soluciones, tales
como los diques denominados "Jarlan", recogidos en la patente
US3118282 y consistentes en establecer una cámara perforada frente
al dique para disipar la energía del oleaje y desfasar el oleaje
reflejado en la pared frontal permeable y la trasera impermeable.
Este diseño clásico antirreflejante Jarlan sufrió posteriormente
variaciones tales como añadir varias cámaras perforadas, modificar
la morfología de las perforaciones, y otras, de cara todas ellas a
mejorar las condiciones de reflectividad de la estructura en un
mayor rango de frecuencias.
Además del sistema Jarlan ya comentado, se han
propuesto otras formas de reducir la reflectividad de los diques
verticales en general y los diques y muelles de cajones en
particular, como por ejemplo, la instalación de una fila de pilotes
con una cierta permeabilidad para reducir la reflectividad de la
estructura, utilizar pantallas múltiples ranuradas para controlar
la reflexión del oleaje, utilizar filas de columnas cilíndricas
verticales o pantallas múltiples crecientes frente a los diques y
muelles, construir pilas cilíndricas con la cabeza en talud para
provocar la rotura del oleaje y reducir la reflexión, e incluso
recurrir a estructuras de acero u hormigón circular con múltiples
cámaras ideadas para flotar en estructuras exteriores.
Sin embargo, estas soluciones, si bien son
aceptables para disminuir la reflectividad para una determinada
banda estrecha de frecuencias de oleaje, presentan el problema de
no responder bien para el resto de frecuencias, convirtiéndose por
lo tanto en sistemas poco versátiles o, dicho de otro modo, no
ofreciendo una buena respuesta para comportamientos del oleaje
diferentes a aquellos para los que fue diseñada su respuesta.
La invención que a continuación se describe
resuelve los inconvenientes antes señalados, pues consigue reducir
la reflectividad para un mayor rango de frecuencias, a la vez que
constituye una solución económicamente viable, ya que puede ser
aplicada con una ligera modificación de los métodos constructivos
utilizados para los diques y muelles de cajones convencionales.
Además, dada su particular estructura el dique
antirreflejante de la invención es aplicable no solo a diques
verticales y en especial a diques de cajones prefabricados, sino
también a muelles, espaldones y, en general, estructuras de
paramento sensiblemente vertical para las que se desee reducir su
reflectividad frente al oleaje y oscilaciones del mar de no muy
largo periodo tales como oleaje, ondas de acompañamiento, etc.
Más concretamente, el dique antirreflejante de
la presente invención es del tipo de los definidos a partir de
grandes cajones prefabricados para instalar a más de 10 metros de
calado, en el que la parte superior de las filas frontales de
dichos cajones ha sido modificada hasta una cierta profundidad.
Esta modificación consiste en sustituir dichas
filas frontales de los cajones por cámaras prismáticas huecas
perforadas, ranuradas o con aberturas, alineadas delante del resto
de los cajones que no han sido modificados y que constituyen el
nuevo paramento vertical trasero.
De esta forma, se crean dos tipos de cámaras con
dos dinámicas de llenado y/o vaciado diferentes:
- -
- Las cámaras prismáticas perforadas o ranuradas; y
- -
- Las cámaras que quedan entre el paramento vertical trasero y las cámaras prismáticas.
De esta forma, al tener al menos dos tipos de
cámaras con dos dinámicas diferentes de llenado y/o vaciado, se
consigue una mayor efectividad de cara a la reflexión, es decir,
reducir o atenuar las reflexiones, en un rango de frecuencias mucho
mayor.
Esta reducción o atenuación de la reflexión,
podrá además graduarse en función de la variación de un buen número
de parámetros asociados a la existencia, estructura y posición de
las mencionadas cámaras.
Más concretamente, la efectividad atenuadora de
las cámaras prismáticas dependerá de parámetros tales como su
forma, tamaño, altura, distancia y posición relativa o respecto al
paramento vertical trasero, su porosidad y su tipo de abertura,
ranurado o perforado.
Además, dentro de los anteriores parámetros son
de especial relevancia la forma o sección de las cámaras
prismáticas, así como la forma y disposición de las aberturas,
ranuras o perforaciones que presenten, dado que todo ello
modificará el comportamiento del agua dentro de las mismas,
favoreciendo en mayor o menor medida la rotación del agua y por lo
tanto retrasando también en mayor o menor medida la fase de vaciado
de la cámara.
Asimismo, de cara a conseguir que el agua disipe
mayor energía o favorecer la rotación de la misma dentro de la
cámara, éstas podrán contar en su interior con elementos de
fricción simétricos o asimétricos.
Con todo ello, y tal y como ya se ha dicho,
gracias a la existencia de al menos dos tipos de cámaras con
dinámicas de llenado y/o vaciado diferente se consigue, para una
amplio rango de frecuencias, una reducción de la reflectividad del
cajón o dique vertical en su conjunto mejorando las condiciones de
navegación en el entorno y el impacto ambiental sobre las zonas
próximas, una reducción del oleaje total y de las fuerzas sobre la
estructura y las corrientes inducidas en el entorno de la estructura
y por último también una reducción del rebase.
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 de la misma, 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 vista en perspectiva
del dique de la presente invención en el que puede apreciarse una
fila de de cámaras prismáticas atenuadoras de sección circular.
La figura 2.- Muestra una vista en sección del
alzado lateral del dique representado en la figura 1.
La figura 3.- Muestra un detalle de la vista
frontal del dique de la figura 1.
La figura 4.- Muestra dos secciones en planta
del dique de la figura 1 en donde pueden apreciarse las corrientes
asociadas a la llegada de la cresta y el seno de la ola.
La figura 5.- Muestra una sección transversal de
la cámara prismática de sección circular de la figura 1 así como el
sentido inducido de rotación del agua.
La figura 6.- Muestra una vista en sección del
alzado lateral de un dique con dos filas de cámaras prismáticas
atenuadoras de sección circular.
La figura 7.- Muestra la vista frontal del dique
de la figura 6.
La figura 8.- Muestra la sección en planta del
dique de la figura 6 y las corrientes inducidas dentro de las
cámaras atenuadoras prismáticas de sección circular.
La figura 9.- Muestra una sección en planta de
un dique con una fila de cámaras cilíndricas y separadores.
La figura 10.- Muestra una sección transversal
de una cámara prismática de sección circular de cuatro ranuras
descentradas y el sentido de rotación del agua inducido.
La figura 11.- Muestra una sección transversal
de una cámara prismática de sección circular de tres aberturas
descentradas y el sentido de rotación del agua inducido.
La figura 12.- Muestra una sección transversal
de una cámara prismática de sección circular de dos ranuras con
elementos de fricción internos asimétricos y sentido de rotación
del agua inducido.
La figura 13.- Muestra una sección transversal
de una cámara prismática de sección circular de cuatro ranuras
axiales.
La figura 14.- Muestra una sección transversal
de una cámara prismática de sección circular perforada mediante
tubos axiales embebidos.
La figura 15.- Muestra una sección transversal
de una cámara prismática de sección cuadrada perforada mediante
tubos embebidos.
La figura 16.- Muestra una vista en alzado de
una cámara prismática con ranuras continuas a lo largo de toda su
altura.
La figura 17.- Muestra una vista en alzado de
una cámara prismática con ranuras discontinuas a lo largo de toda
su altura.
La figura 18.- Muestra una vista en alzado de
una cámara prismática con hileras de orificios.
A la vista de las figuras 1 a 4 puede observarse
como el dique antirreflejante de la presente invención se
estructura a partir de un cajón (5) prefabricado formado por celdas
(11, 12, 13, 14 y 15) en el que la parte superior de la fila de
celdas frontal (11) se ha transformado, hasta una cierta
profundidad (6), en cámaras prismáticas (1) separadas una distancia
(16), y la parte superior de la segunda fila de celdas (12) ha sido
eliminada para formar la cámara abierta (3) que queda entre el
paramento vertical trasero y las citadas cámaras prismáticas (1),
paramento vertical trasero que está formado a su vez por la pared
frontal de la tercera fila de celdas (13) del cajón, y que
constituye ahora la pared reflejante trasera (4).
En otra posible realización de la invención, que
puede verse en las figuras 6 a 8, se transforman en cámaras
prismáticas (1) las dos primeras filas de celdas (11, 12), estando
formada la cámara abierta (3) por la eliminación de la parte
superior de la tercera fila de celdas (13), permaneciendo sin
modificar las filas de celdas (14) y (15). En ese caso, por lo
tanto, la pared frontal de la cuarta fila de celdas (14) del cajón
constituye ahora la pared reflejante trasera (4).
De la misma forma, y como es obvio, en función
del número de filas de las que disponga el dique y del número de
éstas que sean transformadas o substituidas por cámaras prismáticas
(1), se obtendrán diques antirreflejantes de diferentes
comportamientos.
Del mismo modo, cualquiera de las
configuraciones anteriormente dichas podría modificarse de forma
que la cámara abierta (3) quede compartimentada por medio de
separadores (7), tal y como puede apreciarse en la figura 9, bien
por necesidades de diseño de cara al comportamiento ante una
determinada frecuencia de oleaje o bien para dotar a la misma de
mayor rigidez estructural. Estos separadores (7) que pueden además
permitir el flujo lateral a su través por medio de aberturas
disipadoras de energía o similares.
En cuanto a la forma de las cámaras prismáticas
(1), la separación entre ellas (16), y la forma de sus aberturas,
ranuras o perforaciones, éstas dependerán de la respuesta a la
reflexión que se desee para un dique determinado.
Una posible realización es el caso de cámaras
prismáticas (1) de forma cilíndrica y aberturas descentradas (8),
como puede observarse en las figuras 1 a 9, y más especialmente en
la 5. En esta figura, se muestra una cámara prismática (1) de
sección circular con dos aberturas descentradas (8) tipo ranura, de
forma que el sentido de rotación del agua (9) se vea favorecido por
dichas aberturas descentradas (8), creando un sentido preferente de
rotación tanto en situación de llenado como de vaciado.
Otra posible forma de realización de las
aberturas de las cámaras prismáticas (1) de sección circular es la
de que éstas sean axiales (2), tal y como puede verse en las
figuras 13 a 15.
Evidentemente, tanto las aberturas axiales (2)
como las descentradas (8) pueden adoptar múltiples configuraciones
(número, forma, tamaño, penetración, etc.).
A modo de comparación, en el caso de las
aberturas descentradas (8) se favorece la rotación del agua (9)
dentro de las cámaras prismáticas (1) de sección circular,
cambiando la dinámica de llenado/vaciado al retrasar el vaciado
respecto a las aberturas axiales (2).
En cualquier caso, ya sean las aberturas axiales
(2) o descentradas (8), lo que se persigue es que proporcionen una
dinámica de llenado/vaciado de las cámaras prismáticas (1)
diferente de la dinámica de llenado/vaciado de la cámara abierta
(3) que se forman entre las anteriores y pared reflejante trasera
(4).
De esta forma, y tal y como ya se dijo
anteriormente, las dimensiones de las cámaras prismáticas (1) y su
sección, de las aberturas (2, 8) y de las separaciones entre dichas
cámaras (1) serán los parámetros de diseño a tener en cuenta de
cara a atenuar la reflexión del oleaje con la efectividad y rango
de frecuencias requerido.
Tal y como puede verse en la figura 12, la
rotación del agua (9) dentro de las cámaras prismáticas (1) de
sección circular se puede favorecer con elementos de fricción
asimétricos (10) situados en el fondo o las paredes de las cámaras
cilíndricas. Estos elementos de fricción (10) también pueden
utilizarse en las cámaras abiertas (3) para disipar energía, o en el
exterior de las propias cámaras prismáticas (1).
Dicho lo anterior, y según otros posibles modos
de realización, en las figuras 10 a 12 se muestran diferentes
secciones de cámaras prismáticas (1) de sección circular con
aberturas descentradas (8) para favorecer la rotación del agua (9)
dentro de la cámara cilíndrica (1).
En las figuras 13 y 14, que recogen otras
posibles realizaciones, se muestran diferentes secciones de cámaras
prismáticas (1) de sección circular con aberturas axiales (2),
estando dicha cámara en el caso de la figura 14 perforada mediante
tubos axiales embebidos.
Según otra posible realización, mostrada en la
figura 15, la sección de la cámara prismática (1) puede ser
cuadrada con aberturas axiales (2), o más concretamente, con tubos
axiales embebidos.
Otras posibles realizaciones de aberturas en las
cámaras prismáticas (1) serían las de las figuras 16 a 18, en donde
se muestran diferentes tipos, bien continuas (17) o discontinuas
(18) a lo largo o no de toda su altura, o bien a modo de hileras de
orificios (19) también repartidos o no por toda su altura.
Por último, los espesores y armado de las
cámaras prismáticas (1) y de los separadores (7), en su caso, serán
los adecuados para resistir las acciones inducidas por el
oleaje.
Claims (12)
1. Dique antirreflejante estructurado a partir
de un cajón (5) prefabricado formado por celdas (11, 12, 13, 14 y
15) caracterizado porque:
una pluralidad de celdas de al menos una fila
frontal (11) y las celdas posteriores (12, 13, 14, 15) de al menos
la siguiente fila (12) se suprimen, formando un espacio hueco en el
interior del cajón que queda abierto por su cara frontal y
delimitado al menos por paredes inferior, laterales y
posterior;
comprende una pluralidad de cámaras prismáticas
(1) situadas en el interior del espacio hueco sobre la pared
inferior, próximas a la abertura frontal del espacio hueco, en fila
y separadas entre sí una distancia (16); las cámaras prismáticas
contando con aberturas, perforaciones o ranuras (2, 8, 17, 18, 19);
y
entre la pared posterior y las cámaras
prismáticas (1) hay una distancia de al menos la anchura de una
fila de celdas (12) suprimida, formando un espacio abierto que
constituye una cámara complementaria (3) entre la pared posterior
(4) y las citadas cámaras prismáticas (1).
2. Dique antirreflejante según reivindicación
1ª, caracterizado porque se transforman en cámaras
prismáticas (1) las dos primeras filas de celdas (11, 12), y porque
la cámara complementaria (3) se forma por la eliminación de la
tercera fila de celdas (13).
3. Dique antirreflejante según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para
formar las cámaras prismáticas (1) y/o la cámara complementaria (3)
solo se transforma la parte superior de las filas de celdas hasta
una cierta profundidad (6).
4. Dique antirreflejante según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara
complementaria (3) se compartimenta por medio de separadores (7) los
cuales pueden contar, opcionalmente, con aberturas para permitir el
flujo lateral a su través.
5. Dique antirreflejante según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las
cámaras prismáticas (1) son de sección circular.
6. Dique antirreflejante según reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque las cámaras prismáticas (1) son
de sección cuadrada.
7. Dique antirreflejante según reivindicaciones
5 o 6, caracterizado porque las cámaras prismáticas (1)
cuentan con aberturas descentradas (8).
8. Dique antirreflejante según reivindicación
7, caracterizado porque las cámaras prismáticas (1) cuentan
con aberturas descentradas (8) tipo ranura.
9. Dique antirreflejante según reivindicaciones
5 o 6, caracterizado porque las cámaras prismáticas (1)
cuentan con aberturas axiales (2).
10. Dique antirreflejante según reivindicación
9, caracterizado porque las cámaras prismáticas (1) cuentan
con aberturas axiales (2) en forma de tubos embebidos.
11. Dique antirreflejante según
reivindicaciones 5 o 6, caracterizado porque las cámaras
prismáticas (1) cuentan con aberturas continuas (17) y/o
discontinuas (18) y/o hileras de orificios (19).
12. Dique antirreflejante según cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el
interior y/o exterior de las cámaras prismáticas (1) y/o en la
cámara restante (3) cuenta con elementos de fricción asimétricos
(10).
Priority Applications (2)
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| ES2301402A1 ES2301402A1 (es) | 2008-06-16 |
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Family
ID=39429424
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