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

Estructura marítima vertical con cámaras de unidades múltiples para la atenuación de la reflexión de oleaje.

Objeto de la invención

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.

Antecedentes de la invención

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.

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.

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.

Descripción de la invención

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,...

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.