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Vol. 2. Núm. 2.
Páginas 80-96 (Julio 2015)
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Páginas 80-96 (Julio 2015)
DOI: 10.1016/j.riba.2015.10.004
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Diseño, construcción y explotación de diques de abrigo portuario en España desde finales del siglo XX
Design, construction and operation of dams port shelter in Spain since the late twentieth century
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R. Gutiérrez Serreta,
Autor para correspondencia
ramon.m.gutierrez@cedex.es

Autor para correspondencia. Ramon.M.Gutierrez@cedex.es
, J. M. Grassa Garridob
a Centro de Estudios de Puertos y Costas, Centro de Estudios y Experimentaci??n de Obras P??blicas (CEDEX), Ministerio de Fomento, Madrid, Espa??a
b Centro de Estudios de Puertos y Costas, Centro de Estudios y Experimentaci??n de Obras P??blicas (CEDEX), Ministerio de Fomento, Madrid, Espa??a
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Resumen

El objeto de este artículo es presentar una panorámica del excepcional desarrollo en materia de diques portuarios que ha tenido lugar en España desde finales del siglo xx, presentando algunos de los proyectos más importantes, como son los de los puertos de Gijón, Ferrol, Coruña, Algeciras, Cartagena y Barcelona. Asimismo se incluyen referencias a los ensayos en modelo físico realizados en el CEDEX para el diseño y la construcción de estos diques.

Palabras clave:
Diques portuarios
Desarrollo portuario
España
Abstract

The aim of this paper is to provide an overview of the important port breakwaters development that has taken place in Spain from the end of the XX century, including the detail of the ports of: Gijón, Ferrol, Coruña, Algeciras, Cartagena and Barcelona. References are also made to physical models tests conducted at CEDEX for its design and construction.

Keywords:
Breakwaters
Port development
Spain
Texto completo
1. Introducción

El objeto de este artículo es ofrecer una panorámica del importante desarrollo portuario y, concretamente, del diseño, la construcción y la explotación de grandes diques que ha tenido lugar en España desde finales del siglo xx. Asimismo se incluyen referencias a los ensayos en modelo físico realizados en el CEDEX para la mayoría de estos diques.

En este contexto, se presentan las obras más significativas del sistema portuario estatal: 28 autoridades portuarias que gestionan 46 puertos, coordinadas por el Organismo Público de Puertos del Estado. El detalle de estas actuaciones y la inclusión de otras, también relevantes, del sistema estatal, de las comunidades autónomas —10 comunidades con costa que gestionan múltiples puertos menores— o de los privados, excede la extensión de este artículo.

Con los ejemplos que se exponen, se ha buscado ofrecer una selección de los problemas más importantes e innovadores con los que se ha enfrentado la ingeniería portuaria española en los últimos años —grandes calados, fuertes oleajes, problemas geotécnicos singulares y procedimientos constructivos innovadores—, los cuales, con carácter general, han estado determinados por la necesidad de acometer los nuevos desarrollos portuarios en aguas exteriores. Y ello no sólo por la ausencia general de zonas con abrigo natural en la costa española, sino también por aspectos ambientales que determinan una gran dificultad para poder llevar a cabo estos desarrollos en bahías, estuarios o en desembocaduras de ríos, zonas en las que, históricamente, se fueron implantando los grandes puertos del mundo.

Esta circunstancia de carencia de abrigo natural —puertos exteriores—, no ha sido una novedad en España. Aunque desde antiguo, los puertos españoles se han ido ubicando en bahías y estuarios, en zonas litorales contiguas a playas o en tramos fluviales. La particularidad de la costa española, ya mencionada, de escasez de abrigo natural e inexistencia de ríos navegables, así como las mayores exigencias y dimensiones de los buques, fueron determinando la necesidad de diques de abrigo. En este sentido, cabe citar el dique romano de escollera del puerto de Bares en el NO peninsular, de unos 300 m de longitud en profundidades de 4-5 m; y los de los puertos de Santander (1575), Gijón (1635) y los de Málaga, Valencia y Barcelona en el siglo xviii (Figura 1). En el siglo xix,la necesidad de ampliar los puertos determinó el aumento en la construcción de diques, progresando mucho en el tercio final del xx ([1]).

Figura 1. Diques de los puertos de Santander (1575), Gijón (1635) y Málaga (1720).

En ese tercio final del pasado siglo, sobresalen los grandes diques de los puertos de Bilbao (Punta Lucero, 1985), Gijón (Príncipe de Asturias, 1976), Las Palmas (Reina Sofía, 1972 y posteriores) y Tenerife (Los Llanos, 1980 y anteriores). En relación con ellos, como antecedente próximo de los construidos más recientemente, en el anexo I, se incluye una sucinta descripción de estos.

Por el contrario, lo que sí ha sido una novedad, y un gran reto para la ingeniería portuaria española en estos últimos años, es la magnitud y la singularidad de las ampliaciones portuarias que se han acometido y los problemas que estas circunstancias han planteado, derivados de los grandes calados en los que se han construido estas estructuras, de los fuertes oleajes que han de resistir o de la escasa capacidad portante de los fondos marinos donde se han cimentado, todo lo cual ha determinado importantes avances en los métodos de diseño de diques y en procesos constructivos novedosos.

En el ámbito del sistema portuario estatal, es de destacar la enorme envergadura de los diques de abrigo de los nuevos puertos exteriores de Gijón, Ferrol y Coruña, en el océano Atlántico, con longitudes de 3,8, 1 y 3,4 km, alturas máximas de 48, 49 y 64 m, oleajes de diseño de 9,5, 7,6 y 15 m de altura significante y tipologías estructurales en talud y de cajones; la ampliación del puerto de Algeciras, con un dique vertical de baja reflexión de 2 km de longitud en calados de 30 a 40 m; la ampliación del puerto de Cartagena en su dársena de Escombreras, con un dique vertical en profundidades de 50 m y 1 km de longitud, y los problemas geotécnicos, a causa de los fangos existentes en la cimentación, de los dos diques de la ampliación del puerto de Barcelona.

Junto a ellos, aunque con menores dimensiones, pero, en cualquier caso, muy importantes, se encuentran los diques de las ampliaciones de los puertos de Málaga, Motril, Alicante, Valencia, Sagunto, Castellón, Tarragona, Barcelona (Bocana Norte), Ibiza y Las Palmas (Reina Sofía y la Esfinge). En total, desde finales del pasado siglo se han construido unos 32,2 km de grandes diques, de los que 15,4 km son estructuras en talud y 16,8 km, verticales.

De todas estas estructuras, como más relevantes, se presentan, de forma específica, los diques mencionados de Gijón, Ferrol, Coruña, Algeciras, Cartagena y Barcelona, incluyendo algunos detalles de los ensayos en modelos físicos realizados en el CEDEX para su diseño y construcción.

No obstante, en la Tabla 1, se resumen las principales características de todos los diques citados, mostrándose en la Figura 2 la nomenclatura utilizada y su emplazamiento.

Tabla 1. Diques construidos en España desde finales del siglo xx. Sistema portuario estatal

Diques en talud construidos desde finales del siglo xx
DenominaciónL (m)Dmáx (m)B (m)C (m)H (m)W (t)S (H/V)HSdiseño(m)T
Torres. Gijón.1.450–2222441452:19,54,6
Ferrol. Puerto exterior1.100–33–151851903,5:27,604,5
Coruña. Puerto exterior4.000–42–2825671502:115,14,5
Valencia. Ampliación norte1.123–16–91228353:26,31
Este. Barcelona.2.165–20–101232503,5:27,30
Sur. Tramos 1-3. Barcelona3.100–23/–27–1411 401,75:17,30
Bocana Norte. Barcelona1.000–25,2–101135,2403:26,40
Alicante1.200–16–87,523,5203:24,40
Esfinge. Las Palmas302–39–101554563:27,33,0
Longitud total: 15.340 m         
Diques verticales construidos desde finales del siglo xx
DenominaciónL (m)Dmáx (m)B (m)C (m)W (m)H (m)HSdiseño(m)h(m) 
Norte. Gijón1.588–30–24,752432,0148,759,54,6 
Isla Verde. Algeciras1.750–4332,57,521,4404,81,3 
Levante. Málaga1.200–20–201021,1306,30,8 
Motril550–20–127,521,191,56,3  
Ampliación Escombreras1.955–52–28824328,10,6 
Valencia. Ampliación Norte2.271–161319,17296,31 
Sagunto1.204–15919,6246,40 
Levante. Castellón440–12–131219,6257,30,5 
Levante. Prolongación. Castellón358–15–131219,6257,30,5 
Sur. Castellón819–16–12,512155,207,30,5 
Prolongación. Tarragona736–30–21,582429,570 
Sur. Tramo 2. Barcelona1.700–20–151124,4267,60 
Bocana Norte. Barcelona450–29–17,5619,625,56,40 
Botafoc. Ibiza615–25–20721,1276,30 
Reina Sofía. Las Palmas490–40–2612,22438,27,33,0 
Esfinge. Las Palmas664–33–2612,224,638,27,33,0 
Longitud total: 16.830 m         

Figura 2. Diques en talud y verticales incluidos en el artículo. Nomenclatura y ubicación.

En la actualidad, está en construcción el dique de Punta Sollana en el puerto de Bilbao, con una longitud de 330 m y una altura máxima de 40 m. También en construcción, se encuentra el dique oeste del puerto exterior de Coruña, con 1.326,13 m de longitud y 40 m de altura máxima. Ambos con tipología en talud.

Asimismo, aunque fuera de la geografía española, es de destacar, como realización singular, el dique flotante del puerto de la Condamine (Principado de Mónaco)([2]), que, con dimensiones de 352 x 28 x 19 m, fue construido por dos empresas españolas, en el puerto de la bahía de Algeciras, y remolcado hasta su emplazamiento, donde quedó unido a tierra mediante un cajón-estribo con una rótula de 2,60 m de diámetro y fondeado mediante ocho cadenas sujetas a pilotes de acero hincados a profundidades entre 50 y 80 m (ver figura III1 en anexo III).

De este desarrollo de diques portuarios, como aspectos sobresalientes, cabe destacar lo siguiente:

  • • Crecimiento de las estructuras verticales.

  • • Construcción de soluciones en talud de gran envergadura con bloques de 150 y 90 t (200 t en zonas puntuales).

  • • Procedimientos constructivos innovadores, por ejemplo, para el fondeo de cajones y la colocación de grandes bloques.

  • • Introducción de diques verticales, de baja reflexión, y avances en la instrumentación estructural y geotécnica y en los sistemas de predicción del oleaje.

Una circunstancia determinante que ha facilitado este desarrollo ha sido la existencia, desde el año 1982, de las redes de Puertos del Estado de observación del medio marino (www.puertos.es/oceanografía_y_meteorologia ([3]): Red Costera de Medida y Registro de Oleaje (REMRO), Red de Aguas Profundas, Red de Correntímetros y Red de Mareógrafos), merced a las cuales se ha dispuesto de una valiosa información sobre temporales para el diseño y la construcción de estos nuevos diques. Asimismo, otro factor que ha ayudado en este desarrollo ha sido la normativa que, desde el año 1987, elabora Puertos del Estado a través de sus Recomendaciones para Obras Marítimas (ROM) ([3]).

2. Construcción de diques desde finales del siglo xx. Ejemplos relevantes [4–7]

Conforme a lo mencionado, como ejemplos relevantes de los diques construidos desde los años noventa del siglo pasado, se presenta un resumen de las características de los construidos en las ampliaciones de los puertos de Gijón, Ferrol, Coruña, Algeciras, Cartagena y Barcelona.

2.1. Dique de la ampliación del puerto de Gijón [8]

La ocupación del puerto, que antes de la ampliación era superior a la de diseño, y una limitación en el calado de los barcos, determinaron que la autoridad portuaria acometiera su ampliación, que quedó configurada por un puerto exterior, contiguo al existente, al este del cabo de Torres.

La ampliación (Figura 3) está constituida por un dique de 3.834 m, un muelle de 1.250 m con calados entre 23 y 27 m, que permite el atraque simultáneo de tres bulk carrier de 230.000 TPM y 20 m de calado. Abriga 145 ha de agua y dispone de 145 ha de explanadas.

Figura 3. Ampliación en ejecución y finalizada, con el puerto antiguo al fondo. Puerto de Gijón.

Las condiciones de clima marítimo para las que se ha diseñado el dique están determinadas por los temporales del NNO y del N, resultando una altura de ola significante de diseño de 8,75 m para el dique Torres y 9,50 m para el Norte, con periodo de pico de 19 s.

El dique de abrigo parte del cabo de Torres y consta de tres alineaciones con diferente tipología estructural, denominadas: dique Torres, dique Norte y contradique. El dique Torres, con una longitud de 1.488 m, es una estructura en talud, situada en profundidades de 10 a 22 m, con un manto principal de bloques de 10 a 145 t y con su espaldón coronado entre las cotas +14 y +24. En la Figura 4, se muestra la sección tipo del tramo final del dique.

Figura 4. Dique Torres. Sección tipo del tramo final. Puerto de Gijón.

El dique Norte es vertical y está compuesto por 33 cajones de 51,8 m de eslora, 32 m de manga y 32 m de puntal, cimentado a la cota –24,75 y coronado a la +24. Su longitud es de 1.593 m y se sitúa en profundidades de -25 a -30 m. En la Figura 5, se muestra su sección tipo.

Figura 5. Dique Norte. Sección tipo. Puerto de Gijón.

El contradique que arranca en el morro del dique Norte es una estructura en talud, con un manto de bloques de 90 t y 815 m de longitud. Una zona singular del dique es el entronque entre el dique Torres y el Norte. La solución para este cambio de tipología consiste en la disposición de dos cajones transversales al dique Norte, protegidos por bloques de 200 y 90 t.

Para el diseño final de cada uno de estos tramos, se realizaron múltiples ensayos en modelo físico en varios laboratorios europeos. En el caso del CEDEX, se ensayó el contradique en un tanque de oleaje multidireccional (fig. 2 en anexo III).

Las obras se iniciaron en febrero de 2005 y finalizaron en octubre de 2010. La construcción del dique Torres se realizó a sección completa, en su mayor parte mediante medios marinos, utilizando medios terrestres en los veranos: dumpers y grúas de grandes dimensiones. La construcción del dique Norte comenzó con el dragado del fondo arenoso hasta llegar a la roca, procediendo después a ejecutar la banqueta de apoyo de los cajones, a la fabricación de estos y a su fondeo, lo que ha sido una de las innovaciones y uno de los retos mayores de esta obra, por ser la primera vez que unos cajones de esta envergadura se fondean en el mar Cantábrico. En la figura III3 se muestran diversas etapas de la construcción del dique (anexo III).

Todo el proceso constructivo y la seguridad fueron planificados en función del sistema de predicción de oleaje, desarrollado específicamente para la obra, el cual informaba de la superación de umbrales: altura de ola significante (Hs), periodo de pico (Tp) y velocidad de viento, estando el avance por tierra condicionado por Hs > 1,5 m.

La obra ha soportado múltiples temporales con Hs > 5 m, tres con Hs > 7 m y uno extraordinario por sus tres días de duración: Hs ∼ 6,6 m y Hmáxima ∼ 11,2 m, Tp ∼ 18 s y marea 5,5 m. Todos los daños fueron localizados en las secciones en construcción y en las protecciones provisionales de los taludes interiores, no sufriendo daños los taludes exteriores.

2.2. Dique del nuevo puerto exterior de Ferrol [9]

Las expectativas de crecimiento del tráfico, junto con una estrategia de diversificación, determinaron que la autoridad portuaria planteara la necesidad de nuevas instalaciones, las cuales constituyen el actual puerto exterior, situado en la entrada de la ría en el cabo Prioriño.

El nuevo puerto está constituido por un dique en talud de 1.040 m, con un martillo vertical próximo a su morro de 172 m de longitud, un muelle de 1.515 m con calado de 20 m. Dispone de 90 ha de explanada. En la Figura 6 se muestra una panorámica del puerto.

Figura 6. Emplazamiento y vista general del puerto. Puerto exterior de Ferrol.

El dique es una estructura en talud, con una única alineación, conformado por un manto principal de bloques de 90 t y pendiente 1,75 H/1 V, con su espaldón coronado a la cota +18 m. El morro es también en talud y bloques de 90 t con pendiente 2 H/1 V, alcanzando profundidades máximas de 32 m. El martillo está formado por cajones fondeados a la cota -15 m. En la Figura 7, se muestra la sección tipo del dique y del martillo

Figura 7. Sección tipo. Puerto exterior de Ferrol.

El abrigo que ofrece el cabo Prioriño hace que el oleaje de cálculo tenga altura de ola significante de 7,6 m y un periodo de pico de 18 s, para un periodo de retorno de 280 años.

Para su diseño, se realizaron diversos ensayos en el CEDEX en 2D (E: 1/38,5 y 1/15,85) y 3D (E: 1/38,5). En la figura III4 se muestra el ensayo 2D en un canal de oleaje de grandes dimensiones y en la III4 el 3D en un tanque de oleaje multidireccional.

Las obras comenzaron en 2001, finalizando en 2004. Previamente a la ejecución del dique, se construyó un puerto auxiliar con un dique de escollera de 6 t y un muelle de 150 m para los trabajos marítimos, que permitieron el avance del dique hasta la cota -8 m, a partir de la cual comenzaron los terrestres mediante dámper, bulldozer y grúas de colocación de bloques.

El dique ya ha soportado varios temporales importantes sin daños apreciables.

2.3. Dique del nuevo puerto exterior de Coruña [10]

La insuficiencia de los espacios —marítimos y terrestres— del puerto interior existente, su ubicación en el centro urbano, con los consiguientes problemas ambientales derivados del manejo de los graneles sólidos y líquidos, y la necesidad de eliminar las conducciones de productos petrolíferos que unen el puerto con una refinería situada a unos 3 km de la ciudad, atravesando parte de ella por su subsuelo, determinaron que, en los años noventa, la autoridad portuaria planteara la necesidad de la ampliación del puerto fuera de la ciudad.

El nuevo puerto ha quedado situado en punta Langosteira, a unos 8 km al suroeste del puerto interior, estando constituido por: un dique en talud de 3.354 m de longitud con un martillo vertical próximo a su morro de 391 m, un muelle transversal de 921,5 m con calado de 22 m y un contradique o dique oeste, también en talud, de 579 m, en construcción.

El nuevo puerto abriga 230,5 ha de agua y dispone de 143,5 ha de explanadas. El dique estará dotado de atraques para nueve petroleros de 200.000 TPM y los muelles para otras mercancías, pudiendo ampliarse la línea de atraque con otro muelle de ribera de 3.000 m y 230 ha de explanadas. En la Figura 8, se muestra una panorámica del nuevo puerto.

Figura 8. Panorámica del nuevo puerto. Puerto exterior de A Coruña.

El dique de abrigo, según se ha indicado, es una estructura en talud de 3.354 m, con tres alineaciones, la de arranque y dos en su tramo principal, tiene una profundidad máxima de 40 m y está coronado a la cota +25 en su tramo principal y a la +19 en su arranque. Su morro se ha construido en talud con bloques de 200 t en hormigón armado. En este tramo, a 230 m del morro, se sitúa un martillo con cajones de 26 m de puntal que permite el atraque de petroleros. En la Figura 9 se muestran las secciones tipo del tramo principal y del martillo.

Figura 9. Secciones tipo del tramo principal. Puerto exterior de A Coruña.

Una zona singular del dique es el manto de su trasdós, construido con bloques perforados concertados de 150 t entre el morro y el martillo, y de 50 t en el resto, para resistir los rebases.

Las importantes condiciones de clima marítimo de diseño, corresponden a un periodo de retorno de 140 años, resultando una altura de ola significante máxima de 15,1 m y periodo de pico de 18 s.

Para el diseño final del dique, se han realizado múltiples ensayos en modelo físico en varios laboratorios. En el caso del CEDEX, se han ejecutado ensayos 2D de la sección del tramo de arranque (E: 1/45) y de la principal (E: 1/25 y 1/30), así como 3D de este tramo (E: 1/60). En la figura III5 (anexo III) se muestran los 2D de la sección del tramo principal y los 3D de este tramo.

Las obras se iniciaron en marzo de 2005 y finalizaron en septiembre de 2011. Los dos primeros años se dedicaron a trabajos preparatorios: accesos, canteras, plantas de áridos y hormigón, parque de fabricación de bloques y construcción de un puerto auxiliar, formado por un dique en talud de 503 m con bloques de 50 t y un muelle de 350 m para la carga a los gánguiles de material de núcleo, escolleras y bloques.

La construcción del dique avanzó, desde mar, con el vertido del núcleo guiado por sendas motas laterales y posterior protección con escollera de 1 t y bloques de 15 t, sobre los que se colocaron las dos capas de bloques de 150 t del manto principal, utilizando dos grúas de orugas de las mayores del mundo, capaces de colocar los bloques de 150 t a 115 m. El espaldón se construyó con encofrados deslizantes, colocando el hormigón con cintas.

Durante los inviernos, el avance general del dique se detuvo, previa ejecución del correspondiente morro de invernada, continuando con el vertido del núcleo y la escollera.

Durante la construcción, destacó el sistema de seguridad implantado, de forma que, a partir de alturas de ola significante superiores a 1,3 m, se detenía la actividad en la plataforma de trabajo. Para ello se desarrolló un sistema de predicción de oleaje (SPOL).

Hasta la fecha, el dique se ha comportado conforme a lo esperado. Ha soportado ya varios temporales, en especial los del 10/3/2008 y el 20/1/2009, sin detectarse daños más que en protecciones temporales.

2.4. Dique de la ampliación del puerto de Algeciras en Isla Verde [11]

El puerto de la bahía de Algeciras, situado junto al estrecho de Gibraltar y líder en el Mediterráneo en el tráfico de contenedores, comenzó al final de los noventa a estar saturado. Para solucionar el problema, se planteó su ampliación en la zona denominada Isla Verde (Figura 10).

Figura 10. Ampliación del puerto de Algeciras en Isla Verde. Vista general.

Esta ampliación está formada por un dique vertical exento, de 2.060 m, que abriga dos muelles: el Norte de 680 m y 17,5 m de calado y el Este de 1.540 m y calado de 18,5 m, existiendo en su lado sur otro dique en talud de 890 m y una explanada de 100 ha (Figura 10).

El dique es una estructura vertical con 43 cajones de baja reflexión y una única alineación, separada del muelle Este 413 m y coronada a la cota +7,5. Se cimenta sobre una banqueta de escollera a la cota -35 m que se apoya en el fondo a profundidades de -43 a -28 m. La reducción de la reflexión del oleaje se produce mediante la parte superior de las celdas de los cajones y del espaldón, que en su primera línea están abiertas (Figura 11).

Figura 11. Sección tipo. Ampliación del puerto de Algeciras en Isla Verde.

Las condiciones de clima marítimo de diseño corresponden a un periodo de retorno de 275 años, resultando una altura de ola significante de 4,8 m y un periodo de pico de 9 s.

Para el diseño de la tipología antirreflejante, el CEDEX realizó diversos ensayos, llegándose a reducciones en el coeficiente de reflexión respecto a un dique vertical del 60% para periodos cortos (< 8 s) y Hs de 0,5 y 1 m y del 40-20% para oleajes mayores (Figura 12).

Figura 12. Ensayos en modelo físico 2D (E 1:18,33). CEDEX. Dique de la ampliación del puerto de Algeciras en Isla Verde.

Las obras se iniciaron en 2006, y actualmente están finalizadas. Hasta la fecha, ha soportado un temporal del E (11/10/2008), con Hs en aguas profundas de 7 m y en el dique de 3 m, habiéndose apreciado sólo pequeños asientos de los cajones (< 10 cm).

2.5. Dique de la ampliación del puerto de Cartagena en la dársena de Escombreras [12]

El puerto de Cartagena, situado en el Mediterráneo suroriental de España, está formado por dos dársenas, la interior en la bahía de Cartagena y la exterior, denominada de Escombreras, que está especializada en graneles líquidos y sólidos, y donde se localiza la mayoría del tráfico. En los años noventa, su capacidad prácticamente se agotó y la autoridad portuaria decidió su ampliación.

Esta ampliación quedó configurada por un dique de 2.157 m, un muelle de 900 m y calado de 20 m, incrementando así la superficie terrestre en 60 ha y las aguas abrigadas, en 70 ha. En la Figura 13, se muestra una panorámica del puerto y una vista de la dársena de Escombreras.

Figura 13. Panorámica del puerto de Cartagena. Ampliación de la dársena de Combreras.

El dique consta de cuatro tramos con profundidad máxima de 52 m. Sus características son:

  • 1. Tramo de arranque: 202 m de longitud y estructura en talud con manto de bloques de 45 t.

  • 2. Dique Sur: 401 m y tipología vertical con 10 cajones de 43,5 m de eslora, 18,5 m de manga y puntales variables entre 11 y 19 m.

  • 3. Dique perimetral: tiene 516 m de longitud y rodea una pequeña isla existente en la traza del dique, el islote de Escombreras, que, por su valor medioambiental, se decidió preservar. Queda separada del puerto mediante un canal. Su tipología es vertical con 12 cajones de 43 x 10 x 9 a 13 m.

  • 4. Dique Suroeste: 1.038 m y tipología vertical con 20 cajones con esloras de 43,5 y 66,85, manga de 26 m y puntal de 29 m (Figura 14).

    Figura 14. Dique Suroeste. Sección tipo. Ampliación del puerto de Barcelona.

Las condiciones de clima marítimo para las que se diseñó el dique corresponden a una altura de ola significante de 8,1 m y un periodo de pico de 13 s. Para el diseño final del dique, se acometieron diversos ensayos, mostrándose en la figura III6 (anexo III) el del dique Perimetral en un tanque de oleaje multidireccional.

Las obras se iniciaron en 2003, y actualmente están terminadas. Desde su finalización, ha soportado, sin sufrir daños, varios temporales, correspondiendo el mayor de ellos (diciembre de 2005) a una Hs = 5 m y un Tp = 9 s.

2.6. Diques de la ampliación del puerto de Barcelona [13,14]

A finales de los años ochenta del siglo pasado, ante la necesidad de atender el crecimiento del tráfico —número y mayor calado—, satisfacer la demanda de nuevas superficies terrestres y resolver la relación puerto-ciudad, la autoridad portuaria planteó el denominado Plan Delta. En el Plan, dada su gran envergadura, -participaron organismos nacionales, regionales y locales, figurando, entre sus actuaciones, la ampliación del puerto, el desvío del río Llobregat, la ampliación del aeropuerto (ambos situados al sur del puerto), la ampliación de la zona de actividades logísticas y la creación de nuevas infraestructuras viarias y ferroviarias.

Las obras de ampliación del puerto comenzaron en diciembre de 2001 y consistieron en la construcción de dos diques: el Sur de 4.800 m y el Este de 2.170 m, una terminal de contenedores con 1.500 m de atraque y calado mínimo de 16 m y otras líneas de atraque, aumentando la superficie terrestre en 208 ha. En la -Figura 15 se muestra una planta de la ampliación.

Figura 15. Planta de la ampliación. Ampliación del puerto de Barcelona.

Los diques tienen profundidades máximas de 23-27 m, habiendo estado su construcción condicionada por la baja capacidad portante de los fondos marinos, que tienen una capa de 50-70 m de limos y arcillas blandas, antes de llegar al estrato firme. Sus características son:

  • 1. Dique Sur (4.800 m). Consta de tres tramos:

    • – Tramo 1 (2.000 m): su tipología es en talud, con manto principal de bloques de 8 a 60 t coronados con un espaldón a la cota +12 m. Para garantizar su estabilidad frente al deslizamiento, se dispusieron, en sus dos lados, amplias bermas de escollera (Figura 16).

      Figura 16. Dique Sur. Tramo 1. Sección Tipo. Ampliación del puerto de Barcelona.

    • – Tramo 2 (1.700 m): su tipología es vertical, con 47 cajones de 33 m de manga y 21,5 de puntal, cimentados en una amplia banqueta de escollera de 73 m de ancho con un espaldón coronado a la cota +12 m (Figura 17).

      Figura 17. Dique Sur. Tramo 2. Sección tipo. Ampliación del puerto de Barcelona.

    • – Tramo 3 (1.100 m): su tipología es en talud, con manto principal de bloques de 40 t en su tronco, configurándose su morro mediante dos cajones.

  • 2. Dique Este (2.165 m). Es una estructura en talud, cimentada directamente sobre el fondo, previo dragado de una zanja de 3 m de espesor (Figura 18).

    Figura 18. Dique Este. Sección tipo. Ampliación del puerto de Barcelona.

Las condiciones de clima marítimo para las que se han diseñado los diques corresponden a una altura de ola significante de 7,6 m en el tramo 2 (vertical) del dique Sur y a 7,3 m en el tramo 3 (en talud) y en el dique Este, adoptándose un periodo de pico de 13 s.

Para el diseño final de ambos diques, en el CEDEX se realizaron múltiples ensayos 2D y 3D, tanto de su configuración final, como de sus fases constructivas, mostrándose en la figura III7, el ensayo 3D del tramo 3 del dique Sur y del tramo final del dique Este, y el 2D de la fase constructiva del dique del Este, con los cajones fondeados sin losa de cubierta.

La baja resistencia del terreno (limos y arcillas) determinó que la resistencia necesaria para la construcción sólo fuera posible mediante su consolidación y disipación de tensiones intersticiales, por efecto de la carga que la progresiva construcción de los diques transmitía.

Para garantizar que la construcción se adaptaba a las hipótesis de diseño, se instrumentaron cuatro secciones en cada dique (Figura 19). Ello permitió conocer el comportamiento del terreno durante la construcción, calibrar los modelos de cálculo y valorar la seguridad en cada etapa.

Figura 19. Instrumentación diques en talud. Ampliación del puerto de Barcelona.

Conclusiones

Las conclusiones que se deducen del gran desarrollo portuario ocurrido en España desde finales del siglo pasado y, particularmente, en los ámbitos del diseño, la construcción y el comportamiento de sus diques de abrigo, se concretan en los siguientes aspectos:

  • 1. Ampliación de la mayoría de los puertos del sistema portuario estatal, mediante puertos exteriores, sin abrigo natural, consecuencia de la ausencia general de este abrigo en la costa española, de condicionantes ambientales y urbanísticos, y por la necesidad de importantes superficies de aguas abrigadas y de zonas terrestres para el servicio portuario.

  • 2. Construcción de 32,17 km de grandes diques en el sistema portuario estatal, de los que el 48% han sido verticales y el resto en talud, lo que supone un gran incremento de la tipología vertical en relación con las prácticas precedentes.

  • 3. Condicionantes más exigentes de los nuevos diques:

    • – Grandes calados: entre -16 y -44 m.

    • – Fuertes oleajes de diseño, especialmente en el Cantábrico (Atlántico norte), donde se han llegado a alturas significantes de diseño de 15 m, caso del puerto Exterior de Coruña.

    • – Problemas geotécnicos singulares, como ha ocurrido en la ampliación del puerto de Barcelona, donde la escasa resistencia del terreno ha exigido su consolidación, construcción por fases, con importantes intervalos temporales entre ellas, para lograr dicha consolidación, disposición de amplias banquetas para garantizar la estabilidad frente a deslizamientos profundos y monitorización para conocer el comportamiento durante y después de la construcción, comprobando las hipótesis de diseño.

  • 4. Procedimientos constructivos innovadores, en particular la colocación de grandes bloques de hormigón de 90-200 t en Gijón, Ferrol y Coruña, con utilización, en el caso de Coruña, de un sistema para la visualización 3D en tiempo real en zonas sumergidas del dique y GPS para posicionamiento de la maquinaria y el fondeo de grandes cajones. Todo ello realizado en plazos muy reducidos, como, por ejemplo, en la ampliación de Gijón, donde, en el verano de 2007, se fondearon 1 km de cajones.

  • 5. Gran envergadura de los diques, con un máximo de 64 m de altura, en el dique del puerto Exterior de Coruña con bloques de 150 y 200 t, y en la ampliación de Cartagena, en la dársena de Escombreras, con cajones de 52 m de eslora, 32 m de manga y 34 de puntal, fondeados sobre una banqueta con una profundidad máxima de 48 m.

  • 6. Introducción de grandes diques verticales de baja reflexión, con celdas abiertas al oleaje, en las ampliaciones de Algeciras y Castellón.

  • 7. Este importante desarrollo portuario se ha apoyado en las sólidas especificaciones técnicas de Puertos del Estado (Recomendaciones para Obras Marítimas [ROM]), en sus redes de observación del medio marino (oleaje, corrientes, mareas y viento) y en la experiencia de la ingeniería marítima española intensamente acumulada en el último tercio del siglo xx.

Agradecimientos

Al Organismo Público Puertos del Estado y a las Autoridades Portuarias citadas en el texto, por la confianza depositada en el CEDEX para el desarrollo de los ensayos mencionados en este artículo, así como por la información recibida para su elaboración.

Appendix A. ANEXOSAnexo I. Construcción de diques en el último tercio del siglo xx [4,6]

Según se ha indicado en el artículo, como antecedente del desarrollo habido desde finales de los años noventa del siglo xx, se presenta ahora un resumen de las características de cuatro grandes diques, construidos en el último tercio del siglo pasado, principalmente en los años setenta y ochenta. Estos diques son: Príncipe de Asturias (Gijón, 1976), Punta Lucero (Bilbao, 1985), Reina Sofía (Las Palmas, 1972 y posteriores) y Los Llanos (Tenerife, 1980 y anteriores).

Dique Príncipe de Asturias. Puerto de Gijón

Se trata de un dique en talud con una altura máxima de 40,35 m y una longitud total de 2.145 m, que consta de cinco tramos con longitudes de 490, 525, 885, 100 y 145 m. Tiene la particularidad de que su núcleo está formado por bloques de 90 t, lo que le confiere una permeabilidad muy grande.

El tramo 1 data de finales del siglo xix, el tramo 2 se construyó entre los años 1950 y 1963, y el resto entre 1969 y 1976. En la figura I1, se muestra una panorámica del dique y la sección tipo de su tramo 3, representativa de la mayor parte de la estructura. En la actualidad, el dique ha quedado parcialmente incorporado a la ampliación del puerto.

La altura de la ola de cálculo es de 9,60 m y la carrera de marea de 4,60 m. Su comportamiento, en general, ha sido bueno, habiendo sufrido algunas averías en el tramo 1 y algún deterioro de bloques en el 2; detectándose, en una inspección en 1983, un talud más vertical que el de proyecto y un pie de dique escaso en los tramos 4 y 5.

Dique de Punta Lucero. Puerto de Bilbao

Se trata también de un dique en talud con una altura máxima de 54 m y una longitud de 2.498 m, que consta de 3 tramos con longitudes de 540, 1.510 y 373 m. Su construcción se realizó entre 1971 y 1976, sufriendo, en ese año, importantes averías que determinaron la necesidad de reforzar el dique, lo que se realizó entre 1980 y 1985.

En la figura I2 se muestra una panorámica del dique en su situación actual y del estado en el que quedó tras la gran avería de diciembre de 1976, así como las secciones tipo —primitiva y reforzada— de su tramo 2.

La altura de la ola de cálculo es de 10,1 m en inicio de avería (4% de daños) y de 14,5 m en rotura (36% de daños), y la carrera de marea de 5,2 m. Las averías mencionadas se produjeron en marzo de 1976 (12-14/03/1976) y en diciembre (1-5/12/1976). En el primer temporal, ya se ocasionaron averías importantes, y en el segundo se llegó, prácticamente, a la rotura del dique en unos 140 m de su tramo 2.

Las características de ambos temporales, medidos con una boya, instalada en 1975, fueron: dirección N48°O, alturas significantes máximas de 7,2 y 8,0 m y periodos medios de 7,9 y 9,5 s.

Las causas de las averías fueron la inestabilidad del espaldón para una altura de ola de 7 m y que la profundidad del manto principal (-10 m) era insuficiente.

Dique de Los Llanos. Puerto de Tenerife

En este caso, se trata de un dique en vertical con una altura máxima de 60 m y una longitud total de 1.519 m, que consta de 3 tramos con longitudes de 779, 710 y 30 m. Su construcción se realizó entre los años 1971 y 1980 (tramos 1 y 2) y 1983 y 1987 (tramo 3). En la figura I3 se muestra una panorámica del dique y de la sección tipo de su tramo 2.

La altura de la ola de cálculo es de 4,6 m y la carrera de marea, de 4,6 m. Su comportamiento ha sido bueno, sin que se hayan detectado averías una vez terminado. No obstante, durante las obras, debido a un fuerte temporal los días 16 y 17 de enero de 1979, se produjeron daños en ocho cajones que estaban fondeados sin rellenar, destruyéndose las paredes exteriores de cuatro de ellos y algunas interiores en otros tres, apareciendo grietas en el octavo.

Dique Reina Sofía. Puerto de Las Palmas

Se trata de un dique en vertical, con una altura máxima de 58,30 m y una longitud total de 3.108 m, que consta de 2 tramos con longitudes de 2.417 y 691 m. Su construcción se realizó entre los años 1967 y 1972 (tramo 1) y 1975 y 1979 (tramo 2). En la figura I4, se muestra una panorámica del dique y la sección tipo de su tramo 1.

Figura I1. Dique Príncipe de Asturias. Puerto de Gijón. Panorámica y Sección tipo.

Figura I2. Dique Punta Lucero. Puerto de Bilbao. Secciones tipo: primitiva y reforzada. Panorámicas: avería y estado actual.

Figura I3. Dique de Los Llanos. Puerto de Tenerife. Panorámica y Sección tipo (tramo 2).

Figura I4. Dique Reina Sofía. Puerto de Las Palmas. Panorámica y sección tipo (tramo 1). La altura de la ola de cálculo es de 6,4 m y la carrera de marea de 2,7 m. Su comportamiento ha sido bueno, sin que se hayan detectado averías, aunque se ha registrado un asiento uniforme de 0,5 m a lo largo del tramo 1, llegando a 1 m en el morro.

Anexo II. Vídeos de ensayos, en modelo físico, en los puertos de Gijón, Ferrol, Coruña, Algeciras, Cartagena y Barcelona, y de temporales en el puerto Exterior de Coruña.

Vídeos

Anexo II. Figuras complementarias

Anexo III. Figuras complementarias

Figura III1. Dique flotante. Puerto de la Condamine (Mónaco). (Cortesía de FCC Construcción.)

Figura III2. Ensayo en modelo físico del contradique (E: 1/60). Ampliación del puerto de Gijón. CEDEX.

Figura III3. Estado de las obras. Veranos 2007 y 2008. Ampliación del puerto de Gijón.

Figura III4. Ensayos en modelo físico. 2D (E: 1/38,5 y 1/15,85) y 3D (E: 1/60). CEDEX. Puerto exterior de Ferrol.

Figura III5. Ensayos en modelo físico. 2D (E 1/25) y 3D (E: 1/60). CEDEX. Puerto exterior de Coruña.

Figura III6. Ensayo en modelo físico 3D de dique Perimetral del Islote de Escombreras (E: 1/35). Ampliación del puerto de Cartagena. Dársena de Escombreras.

Figura III7. Ensayos: 3D de diques Este y Sur (E: 1/43) y fase constructiva de dique Sur (E: 1/43). Ampliación del puerto de Barcelona.


☆ Invitado por la IAHR.

Recibido 16 Marzo 2015

Aceptado 10 Julio 2015

Autor para correspondencia. Ramon.M.Gutierrez@cedex.es

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