Pieza artificial para la construcción de mantos de protección de una o más capas de los diques rompeolas y defensas de riberas costeras,

lagunares y fluviales.

De forma general paralelepipédica rectangular, preferentemente cúbica, se practican acanaladuras de sección circular siguiendo los planos medios de sus seis caras. Cada cara presenta dos acanaladuras perpendiculares que se unen en el centro de la cara.

En la configuración cúbica las acanaladuras son de sección circular y radio 0,176 A, quedando su centro a una distancia de 0,056 A del plano de la cara. Así, cada lado del cuadrado que limita una cara queda dividido en tres zonas de igual longitud, 0,333 A; las dos extremas de forma recta conformando la arista de las formas cúbicas que se presentan en las esquinas del cubo y la central, de forma circular, dando la anchura de la acanaladura.

Todas las aristas de la pieza son biseladas en una longitud equivalente al 1,9% del lado del cubo, para evitar la rotura de los bordes y esquinas de la pieza.

Pieza artificial para la formación de mantos de protección de una o más capas de los diques rompeolas V de las defensas de riberas costeras, lagunares V fluviales Objeto de la invención La presente invención, según lo expresa el enunciado de la presente Memoria descriptiva, se refiere a una pieza artificial para la construcción de mantos de protección de una o más capas de los diques rompeolas y defensas de riberas costeras, lagunares y fluviales, cuya especial configuración formal hace que constituya un elemento de gran utilidad por sus cualidades de resistencia estructural propias y por conferir al manto que conforma excelentes propiedades de estabilidad y de comportamiento hidrodinámico. Esta invención presenta notables ventajas funcionales y económicas respecto de otros tipos de piezas con finalidades análogas y puede ser utilizado, indistintamente, para la formación de mantos de protección de una única capa de bloques como de mantos de dos o más capas.

El manto de protección de un dique rompeolas, tiene un papel fundamental en su estabilidad ante la acción del oleaje. En las últimas décadas, la evolución del transporte marítimo y la ampliación de los cometidos de las obras marítimas, ha impuesto a éstas la necesidad de alcanzar zonas de mayor profundidad que las que tradicionalmente lograban los diques de escollera natural. Al poder ser abordados por olas de mayor altura, se hizo preciso incrementar su capacidad resistente. En un principio, la solución dada al problema se basó, fundamentalmente, en el incremento del peso individual de las unidades que componían su manto de protección. La ausencia o escasez de piedras naturales del tamaño suficiente, dio origen a los bloques precortados de piedra natural y a los bloques artificiales de hormigón en masa. En España, existen ejemplos de uno y otro caso que probablemente constituyan un récord mundial de peso.

El espigón de defensa de la Playa de Gros en San Sebastián tiene en su extremo, un manto de bloques paralelepipédicos de caliza marmórea de hasta 50 T de peso unitario y el dique exterior del Puerto de Bilbao, tiene su manto exterior constituido por una doble capa de bloques prefabricados de hormigón de 150 T de peso. En el nuevo Dique Exterior del Puerto de Gijón se han colocado bloques cúbicos de 200 toneladas de peso.

En las últimas décadas se han propuesto nuevas vías de soluciones al problema estructural. Una de las líneas se ha basado en la búsqueda de perfiles que, suavizando las acciones hidrodinámicas, aumenten el grado de estabilidad de la obra (talud frontal, tendido, sección en forma de S, secciones con bermas de pie o intermedias, etc.) .

Otra línea de progreso, la han constituido los diseños de secciones deformables, en las que el dique no mantiene constantes en el tiempo sus capacidades funcionales y estructurales (diques homogéneos, rompeolas con berma) . A través de ellos se busca una mayor facilidad constructiva a través de la reducción de las magnitudes de las piezas.

Sin embargo, la vía de mayor expansión la constituyó la que se centró en el diseño de nuevas formas de bloques unitarios del manto de protección. Desde la década de los cincuenta, se han creado numerosos tipos de bloques (HRS, Wallingford Notes, 1978) de las cuales no más de una docena han sido utilizadas con cierta frecuencia (Tetrápodo, Dolo, Cubo, Antifer, Akmon, Tribar, Stabit, Cob, Shed, Acrópodo, Core-Ioc, X-block entre otros) . En la mayoría de los casos, el diseño ha ido buscando una reducción del peso unitario de la pieza y, consecuentemente, una disminución del volumen de hormigón de la obra. Ello a base de incrementar el grado de encaje de la pieza con las restantes unidades que componen el manto. Entre ambos factores, se trata de conseguir mantener la resistencia estructural del dique a la par que un beneficio económico resultante del ahorro de hormigón.

Parece evidente que el diseño de una pieza provista de diversas formas salientes (patas, martillos, etc.) o entrantes (huecos, senos, etc.) incrementa el grado de encaje entre piezas similares. Aunque de la experimentación clásica en modelo reducido resultó un incremento sustancial de la resistencia del conjunto del manto frente a la acción del oleaje, la construcción de algunos prototipos con estas piezas "ligeras" puso de manifiesto la importancia que tenía la resistencia estructural de la propia pieza y su variación con el tamaño. Debido a este último motivo, se produjeron diversos fallos de carácter catastrófico, en algunos casos de modo súbito (Sines, Arzew el Djedid) y en otros de forma gradual (San Ciprián) .

En el propio proceso de construcción del rompeolas y durante toda la vida útil de la obra, las piezas que componen un manto en talud van moviéndose para ajustar su posición a las variaciones formales (movimiento de bloques contiguos, asentamiento del cuerpo del dique, asentamiento del propio manto, cambios o fallos de la berma de sustentación, etc.) experimentadas por sus zonas o componentes por causa de acciones diversas (peso propio de las partes estructurales, sobrecargas de uso, acción del oleaje, vibraciones sísmicas, etc.) .

Si el conjunto del manto de protección no es lo suficientemente deformable para readaptarse continuamente a estos cambios formales, y este es el caso de los mantos formados por elementos con elevado grado de encaje, las piezas que lo componen pueden llegar a estar fuertemente tensionadas. Comoquiera que el incremento en el tamaño de las unidades de hormigón produce un crecimiento de los esfuerzos tensionales mayor que su grado de resistencia, el riesgo de avería del dique por rotura de los bloques se hace más patente en los constituidos por piezas de mayores dimensiones.

Otra vía explorada para reducir el coste de los mantos de protección ha sido la de formar mantos formados por una única capa de elementos colocados de forma ordenada o, al menos, concertada. Tras la aparición de bloques relativamente ligeros y con facilidad para al encaje entre piezas, la tendencia actual busca su formación a través de bloques masivos cuyo proceso de colocación sea simple y quede asegurada la duración de la obra durante un plazo de tiempo muy elevado.

Antecedentes de la invención

Siguiendo en la línea de progreso de la tecnología de construcción de diques rompeolas, el diseño del bloque que se preconiza como objeto de la invención, trata de combinar la capacidad resistente por peso unitario propia de los bloques compactos y masivos con la capacidad derivada del comportamiento hidráulico que le proporcionan sus formas entrantes. Sus formas suaves, la ausencia de ángulOS cóncavos reducidos, la baja relación longitud/anchura de sus formas entrantes y la ausencia de secciones estrechas, le confieren una elevada robustez al bloque.

Como se ha indicado, existen numerosos tipos de piezas que pueden ser considerados como antecedentes a la pieza que es objeto de invención. El bloque de forma cúbica o paralelepipédica fue utilizado para la formación de mantos de protección de diques rompeolas desde la antigüedad a partir de materiales naturales esculpidos en cantera. Ya más modernamente, con el descubrimiento del hormigón, se fabricaron artificialmente con este material. A partir de la última década del siglo XX, se comenzaron a desarrollar otros tipos de piezas artificiales que, principalmente por su forma, tendían hacia el objetivo de conseguir un mejor comportamiento resistente del manto y una mayor economía de construcción a través de la mejora de la trabazón entre piezas.

Recientemente, la Organización Internacional Permanente de los Congresos de Navegación (PIANC) , máximo organismo internacional en el campo de la ingeniería marítima, ha elaborado y editado un Catálogo que recoge la casi totalidad de las piezas que han sido desarrolladas y utilizadas en obras marítimas de diques rompeolas a lo largo de todo el mundo. En este documento, publicado en Octubre de 2005 se pueden entresacar las piezas o bloques que pueden representar los antecedentes de la pieza que es objeto de la presente memoria de invención.

Por su forma, los antecedentes más relevantes de la pieza que se preconiza como objeto de invención, además del bloque cúbico ya mencionado, son el bloque ANTIFER, también denominado "Grooved Cube" y el EMPTY BLOCK de casi idéntica forma. Existe también una referencia de origen francés al "bloque cúbico ranurado" BCR, que se entiende muy similar al ANTIFER, ya que posee las mismas acanaladuras epro sin forma troncopiramidal. Recientemente, ha sido objeto de formulación de patente, otra...