Home

Nº 9
Agosto 2007
Combustibles alternativos


 
Inicio
Tecnología
Management & Carrera
Multimedia
Sociales
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   Tecnología / Technik
     Segunda Parte - Estudios previos requeridos para la construcción de puertos patagónicos | Tecnología de punta utilizando mallas de fibra de vidrio | Innovadoras soluciones para un mercado competitivo | Conversor de alcohol en hidrógeno | El nuevo liderazgo argentino: motores que funcionan con agua | Calificación Energética de Edificios |
 
Español Deutsch imprimir articulo
Segunda Parte - Estudios previos requeridos para la construcción de puertos patagónicos

Temario

 

1.       El régimen de vientos 

2.       Clima de olas, períodos de recurrencia y direcciones 

3.       Presencia de olas de período largo 

4.       Importancia de mediciones en olígrafos modernos 

5.       Mareas 

6.       Corrientes de agua 

7.       Deriva litoral 

8.       Efectos abrasivos del transporte de material granular de fondo durante las mareas 

9.       Estudios geotécnicos 

10.   Régimen de precipitaciones pluviales 

11.   Estudios topográficos y batimétricos 

12.   Flota que opera en la zona del puerto, estudios estadísticos 

13.   Proyecciones de desarrollo de la flota 

14.   Demanda de longitud de muelle p/atraque

            

1.       El régimen de vientos

 

El régimen de vientos es uno de los estudios fundamentales para el diseño de un puerto.

 

Esto se debe a la correlación entre viento y oleaje por un lado y a la conveniencia de orientar los muelles en dirección de los vientos dominantes, para facilitar las operaciones de los barcos y reducir los tiros en los amarres debidos al viento.

 

Los vientos se registran hoy en día en forma sistemática sólo en pocos lugares de la República, lo que representa un atraso. Es aconsejable instalar desde los inicios en una obra importante una estación meteorológica automática, que hoy en día es relativamente barata y brinda una información que el propio puerto más tarde puede utilizar y suministrar a sus usuarios.

 

En el caso de Caleta Paula el hecho de disponer de una estación propia para disponer de los valores locales del puerto, normalizados, ha permitido analizar en profundidad varios acontecimientos ocurridos durante la ejecución.

 

La metodología estándar, por ejemplo la establecida en el "Shore Protection Manual" del Cuerpo de Ingenieros de la Armada de EE.UU., define como forma de cálculo de la altura de olas la de partir de los vientos locales, transformarlos en función de intensidad y duración en olas de mar profundo y "propagarlas" hasta la costa. La dirección de las olas en mar profundo es la de los vientos, que al propagarse a la costa suelen sufrir desvíos.

 

Hidrografía Naval aplica un método mixto: analiza los valores extremos ocurridos en un lapso de 10 años y en ellos entrarían también eventuales casos de tormentas lejanas pero muy intensas con propagación hasta las costas, si dentro del lapso analizado producen un valor extremo, pero en el caso de Caleta Paula se tuvo la impresión que 10 años es poco tiempo.

 

En caso de un nuevo proyecto se optaría por pedir un estudio estadístico que abarque un lapso sensiblemente mayor a los 10 años (por ejemplo 20) y que dé un tratamiento especial a eventos de períodos largos de recurrencia.

 

2.       Clima de olas, períodos de recurrencia y direcciones

 

El clima de olas de un determinado emplazamiento conviene determinarlo para un punto de agua profunda, mar afuera y propagarlo en un segundo paso a la costa mediante un software moderno.

 

Como las olas forman un conjunto de valores muy distintos en un determinado instante y un determinado área, se ha definido como ola significativa (también llamada "significante", como voz importada del inglés) la que tiene la altura promedio del tercio más alto de las olas (hs).

 

Dado que sería poco práctico medir en muchos lugares distintos alturas de ola en un mismo instante, se opta por suponer que durante un determinado lapso el clima de olas no cambia y de medir en este lapso todas las olas en un determinado punto. Este paquete de valores se llama en inglés "burst". En olígrafos modernos se puede obtener automáticamente la altura significativa de ola "hs" y su orientación para un "burst". Si se dispone al mismo tiempo de mediciones de viento en una estación meteorológica cercana, se pueden correlacionar valores de "hs" en función de vientos locales.

 

La propagación de las olas de aguas profundas a la costa estudiada en modelo matemático puede calibrarse mejor cuando se dispone de un olígrafo mar afuera y otro cerca de la entrada al puerto. Suponiendo correlaciones lineales, no es necesario medir durante lapsos muy prolongados, o sea comparables a los períodos de recurrencia de cálculo. Lo que sí es necesario, es relacionar las mediciones con las fases de las mareas, o sea, con el nivel del agua correspondiente. Las mediciones realizadas en Caleta Paula permiten reconocer claramente el efecto de reducción de las olas significativas por la restinga. El efecto adicional del canal de acceso no se ha podido medir, porque éste se ejecutó muy al final de la obra.

 

El resultado del estudio de olas que recibe el ingeniero proyectista indica valores de hs para distintas direcciones y períodos de recurrencia escalonadas de por ejemplo 2 a 50 años. Los valores de recurrencia más chica interesan para estudiar los problemas operativos del puerto y los valores más altos para el dimensionamiento de las estructuras fijas.

 

3.       Presencia de olas de período largo

 

Las olas debidas a la propagación de agitación producida por tormentas lejanas se reconocen por su período de oscilación, que es sensiblemente mayor que el producido por tormentas locales (por ejemplo T > 10 s en el primer caso y T < 10 s en el segundo). Se podría entonces mejorar la extrapolación de valores separando bandas de períodos en el estudio estadístico.

 

4.       Importancia de mediciones en olígrafos modernos

 

Como los olígrafos modernos permiten obtener valores a distancia, tienta imaginarse por un momento a un investigador argentino que recibe en su computadora las señales de una  veintena de olígrafos ubicados en toda la costa patagónica, para determinar para los próximos 50 años los valores de cálculo.

 

5.       Mareas

 

Las mareas son un problema bastante bien definido en la Argentina, existen anuarios de marea para una gran cantidad de puertos, también secundarios. Innegablemente de vez en cuando aparecen correcciones del "0" que hacen pensar en aproximaciones sucesivas de "Hidrografía Naval", pero se trata de correcciones en el orden de los decímetros, o sea dentro de márgenes tolerables. Sin embargo, puede convenir trabajar en un determinado proyecto con el "0" del M.O.P.*, porque esto nos independiza de estas pequeñas "oscilaciones", que pueden producirse durante la obra, como ha ocurrido en Caleta Paula.

 

6.       Corrientes de agua

 

Las corrientes de agua también son registradas en los olígrafos modernos, pero en general no se dispone de información suficiente al respecto, en este caso el reducido número de olígrafos disponibles no alcanza para caracterizar el régimen de corrientes marinas.

 

En caso de las rías patagónicas la correcta medición de las corrientes de agua (intensidad y dirección) para las distintas alturas de agua es esencial. Dada la considerable velocidad del agua, en muchos casos la correcta orientación respecto a las corrientes de agua de un muelle es todavía más importante que la orientación respecto a los vientos dominantes, por las grandes fuerzas puestas en juego y por el equilibrio dinámico de la solera marina. Si un buque de calado importante recibe corrientes de marea en un ángulo pronunciado respecto a su eje, puede producirse una erosión localizada en la estructura portante del muelle nada despreciable. Si la dirección de la corriente coincide aproximadamente con el eje de buque, el efecto es mucho menor.

 

7.       Deriva litoral

 

La deriva litoral también debe ser investigada. Todos conocemos los problemas que ha sufrido el puerto de Mar del Plata por este fenómeno. En los casos en que esta deriva existe no es posible suprimirla. Hay que calcular con ella y tenerla en cuenta como gasto de mantenimiento. Lo que sí se puede conseguir con un buen diseño es evitar mantenimiento continuo.

 

8.       Efectos abrasivos del transporte de material granular de fondo durante las mareas

 

Las corrientes de agua producidas por las mareas tienen otro aspecto bastante serio: su efecto abrasivo sobre la estructura portante de los muelles. En el pasado se han fundado varias obras portuarias en pilotes de acero sin relleno de hormigón armado lo que se ha revelado como error. Hoy en día nadie dejaría de colocar en estos pilotes un relleno de hormigón armado. Pero posiblemente habría que ir más lejos: en el tramo inferior de los pilotes debería colocarse una contra camisa suelta, no estructural, sacrificada, que se cambia después de haber quedado reducida a espesores mínimos previamente definidos, aproximadamente cada 10 años, reemplazándola entonces por 2 medias cañas nuevas vinculadas mediante abrazaderas.

 

9.       Estudios geotécnicos

 

Por las dificultadas en su ejecución los estudios geotécnicos para obras portuarias suelen ser  insuficientes. Raras veces se conocen los suelos hasta por lo menos 5,0 m debajo la cota de fundación en el agua, si el sondeo no es posible desde un muelle existente. Este defecto normalmente se suple durante la ejecución del pilotaje mediante sondeos adicionales, lo que es un error, por producir inseguridad contractual, demoras en la ejecución, armaduras mal adaptadas a las reales longitudes, etc.

 

Dadas las situaciones dinámicas durante el atraque de los barcos es necesario conocer en correspondencia con los pilotes, las cotas de erosión general y localizada y el coeficiente de balasto dinámico, además de los valores habitualmente consignados en los estudios geotécnicos.

 

Batimetrías repetidas y correlacionadas con las mareas máximas pueden indicar la estabilidad de la solera marina, especialmente en caso en que no se puede empotrar la estructura de fundación en suelos no erosionables y se la deba realizar dentro de terreno de tipo granular.

 

10.   Régimen de precipitaciones pluviales

 

El régimen de precipitaciones pluviales en la Patagonia tampoco puede despreciarse en el proyecto de un puerto. Todos los cursos de agua interceptados por la obra portuaria deben tener su obra de captación y desagüe. Llama la atención la gran desviación de los bajos valores promedios de precipitación que puede producirse. En  un momento dado el paisaje un poco mas al sur de Caleta Paula parecía un lugar de Siberia, dado el importante manto de nieve que lo cubría. Otro ejemplo: el puerto de Caleta Paula está ubicado en un paleocauce, que se fue rellenando con depósitos aluvionales formando una laguna un poco más tierras adentro. Los cálculos hidráulicos demostraban que la laguna evaporaba fácilmente el escaso caudal de vertiente anual, correspondiente al régimen de precipitaciones habituales. Costó mucho imponer la construcción de un desagüe para la laguna y por ser obra "superflua", la terminación de su ejecución se dejaba para el final. De esta manera se llegó a cortar casi la Ruta Nacional 3 porque precipitaciones muy superiores a las normales provocaron un rápido ascenso del nivel de agua en la laguna. Con un desagüe improvisado se llegó a evitar el corte de la ruta con cierta dificultad y con gran preocupación. Todo conocedor de la Patagonia sabe lo que significaría cortar la Ruta 3.

 

11.   Estudios topográficos y batimétricos

 

Estudios topográficos y batimétricos son de rutina en una obra portuaria. Cabe señalar que un buen estudio batimétrico puede servir de medición de origen y dar una base para observar posteriormente la estabilidad de la solera marina o dado el caso, los procesos que la modifican. Cuando se proyecta un puerto detrás de la línea de ribera aparecen problemas no tan habituales en obras portuarias como mensuras de terrenos a comprar o expropiar, estudio de redes existentes y su afectación por la obra, reubicación de caminos, etc.

 

Con referencia a la flota que puede operar en el puerto, en la Patagonia se debe pensar en primera línea en la flota pesquera. Como dato puede partirse de la flota registrada en la provincia en que se encuentra el puerto y en las provincias vecinas.

 

12.   Flota que opera en la zona del puerto, estudios estadísticos

 

Otro tipo de información requerida puede ser lo que se designa como estudio de mercado para el puerto, por ejemplo los emprendimientos industriales previstos. 

 

Las posibilidades que brinda la riqueza en gas natural para la Patagonia no están todavía plenamente realizadas y pueden dar lugar a otros emprendimientos, por ejemplo plantas de gas licuado para la exportación.

 

13.   Proyecciones de desarrollo de la flota

 

Existen permanentemente estudios de nuevas implantaciones de fábricas de aluminio para las que la bauxita viene de Sudáfrica y el bajo costo del gas natural abre una ventana de oportunidades para la exportación.

 

En el caso de los yacimientos mineros eventualmente no se requieren sólo instalaciones portuarias para dar salida a los productos, sino también para dar entrada de las "cargas de proyecto" que deben ser transferidas durante la ejecución de las plantas.

 

Como todas estas posibilidades existen pero de muchas nadie sabe cuando puedan ser realizadas, es esencial proyectar puertos de tipo flexible o sea, con posibilidades de futuras ampliaciones y/o cambio de destino. En la Argentina se ha aprendido que la inversión en infraestructura no debe adelantarse respecto a las necesidades inmediatas sino en forma moderada, para no inmovilizar recursos innecesariamente, por un tiempo imprevisible. 

 

Una consideración aparte merece el buque de diseño, que normalmente es un buque mercante como ya fue expuesto en la primera parte. Es indispensable para una zona de tan bajo consumo local y tan alejada de los centros de consumo principales como la Patagonia, dar salida por vía marítima a las mercaderías que puedan ser elaboradas en la costa o cerca de ella en especial en el caso del pescado, mediante un buque mercante frigorífico o de contenedores refrigerados. Este buque mercante normalmente no es un transatlántico de grandes dimensiones, porque las cantidades a mover serán moderadas. Actualmente se exporta todavía el pescado "a granel". Se espera que en el futuro el pescado que deje la costa Patagónica, ya se encuentre en la misma bandeja con la cual se comercialice más tarde en el supermercado nacional ó extranjero que lo reciba. Así la mercadería podrá disponer de un considerable valor agregado local.

 

En el caso que se prevean fábricas de aluminio tampoco es necesario que el buque sea el más económico que exista para este servicio, esto significaría aceptar una suboptimización de un solo factor económico que pueda atentar contra la optimización del conjunto, como ya fue explicado más arriba.

 

En los últimos 30 años se ha vivido en la Patagonia una serie de licitaciones de obras portuarias muy importantes que finalmente resultaron imposibles de financiar, pero que sirvieron de "tapón" a los proyectos razonables y posibles.

 

14.   Demanda de longitud de muelle p/atraque

 

Limitar la eslora máxima del buque de diseño a 140 a 165 m como se expone en la primer parte no significa una restricción intolerable para nadie y permite soluciones viables en la Patagonia.

 

La demanda de longitud de muelle que se obtiene de los libros de consulta, tampoco reflejan la realidad patagónica. Muchas veces observamos en el sur buques en 2ª y 3ª andana, lo que en los puertos del primer mundo no se considera como viable.

 

Pero teniendo en cuenta la teoría de la cola (o sea, de los tiempo de espera), el rendimiento de un puerto de varios sitios es mucho mejor que el de un sitio sólo, por lo que se desaconseja hacer puertos con menos de 2 sitios, aunque sea, temporariamente. En el estado final de un puerto plenamente desarrollado debería ser posible separar los buques mercantes de los buques pesqueros y en caso de la bauxita debe separarse un muelle específico suficientemente del resto, para evitar contaminación.

 

Hay en nuestros puertos una plaga, que son los buques demorados por causas judiciales.  Muchas veces conviene construir muelles para buques inactivos, para desembarazar la parte activa del puerto de este flagelo.

 

Autor: Ing. Wolfgang Langbehn1)

 

* Cota M.O.P.: Cota de la escala hidrométrica del Ministerio de Obras Públicas referida al cero del Riachuelo.

 

1) El Ingeniero Wolfgang Langbehn se recibió de Ingeniero Civil en 1957, en la Universidad de Buenos Aires. Entre los años 1957 y 1970 se especializó en proyectos ejecutivos de puentes y de  obras hidráulicas en la Oficina Técnica de una empresa constructora grande en Alemania. Desde 1970 a la fecha tiene a su cargo la dirección de proyectos estructurales en el Brasil y en la República Argentina. Entre ellos se puede mencionar: el estudio de factibilidad, anteproyecto, proyectos de licitación de la 1ª, 2ª y 3era etapa constructiva y asistencia técnica en la 1ª etapa constructiva (ya realizada) y en la 2ª etapa (en licitación) del puerto "Caleta Paula" en Caleta Olivia, Santa Cruz.

 

Otros proyectos: reconstrucción y remodelación del 3er Espigón, Puerto Nuevo de la Ciudad de Buenos Aires, muelle pesquero en el Golfo Nuevo Chubut, los proyectos de reparación del Puerto San Julián y del Puerto Río Gallegos. Proyecto de muelle de buques inactivos en Puerto Deseado, anteproyecto de adecuación del muelle fiscal en Río Gallegos, adecuación del muelle en el Puerto de Punta Quilla, anteproyecto de licitación de una consolidación estructural de los muelles ocupados por REPSOL-YPF en el Puerto de La Plata, etc. 



Galería de Imágenes
Click para cerrar. Arrastrar con el mouse para mover la foto. Usar las flechas para ver la foto anterior o la siguiente. Click para cerrar. Arrastrar con el mouse para mover la foto. Usar las flechas para ver la foto anterior o la siguiente. Click para cerrar. Arrastrar con el mouse para mover la foto. Usar las flechas para ver la foto anterior o la siguiente. Click para cerrar. Arrastrar con el mouse para mover la foto. Usar las flechas para ver la foto anterior o la siguiente.

> volver al menu