INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO. HIDRAÚLICA MARÍTIMA PRÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN AL MEDIO MARÍTIMO Alumno: José Norberto Moreno Mares Profesora: Ing. Ma. Elena Becerril Cabrera Grupo: ACM2 Ciudad De México, agosto 2019 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO. Objetivo Conocer objetivamente las características del oleaje (altura, periodo, longitud, etc.) Y también ver su interacción con el fondo marino y con las obras marítimoportuarias. Equipo Utilizado ➢ Tanque de oleaje. ➢ Videos. Consideraciones teóricas Un puerto contiene un área de agua protegida de la acción del oleaje para asegurar que las embarcaciones puedan realizar adecuadamente sus maniobras de entrada y salida, de anclaje y operaciones de carga y descarga. Para lo anterior es indispensable determinar el lugar mas adecuado para las obras exteriores, su alineamiento y dimensiones. Asimismo, determinar la mejor orientación y las dimensiones de la bocana del puerto, así como la ubicación y dimensiones de las obras auxiliares de disipación de energía del oleaje. Escolleras También son llamados rompeolas y son una construcción que protege de la influencia de las olas ya que estas rompen allí y les hace disminuir la energía con que llegan a la costa. Hay muchos tipos diferentes de rompeolas; Roca natural, hormigón, o una combinación de los dos. Cuando son de hormigón, los bloques tienen una gran variedad de formas, para cada obra se seleccionan según sus distintas propiedades: dolos, cubos, tetrápodos, etc. La disposición de las obras del puerto, en conjunto, definen la geometría de este, lográndose el proyecto óptimo mediante el uso de modelos físicos. En estos se realizan mediciones de agitación, producto de la superposición de oleaje de corto periodo que entra al puerto. Se debe tomar en cuenta la refracción, reflexión y difracción del oleaje, haciendo las modificaciones necesarias de la HIDRAÚLICA MARÍTIMA INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO. geometría para reducir la altura de ola a niveles aceptables para las operaciones de carga, descarga, entrada y salida de las embarcaciones. Algunos aspectos a considerar son: El oleaje Es el movimiento de la masa del agua en forma de ondas, provocada por el viento generándose mar adentro, estando definida por los siguientes parámetros altura y periodo. Los parámetros característicos del oleaje se muestran en la siguiente imagen: Dirección del recorrido de la ola Cresta de la ola L = Longitud de la ola H = Altura de la ola Región de la Longitud de la Cresta Valle de la ola Región de la Longitud del valle Nivel estático del agua o NEA d = Profundidad Fondo del oceáno Desarrollo de la práctica Consistió en observar el funcionamiento del tanque de olas del laboratorio para poder observar el comportamiento del oleaje sobre un modelo a escala. A continuación, se presenta un reporte fotográfico con una pequeña explicación para cada imagen: En esta imagen se puede observar el tanque de olas en funcionamiento HIDRAÚLICA MARÍTIMA INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO. En esta perspectiva, se logra apreciar cómo influye la estructura de la escollera en las olas; la difracción del oleaje se presenta cuando chocan las ondas con la escollera. En esta imagen se observa la reflexión del oleaje ocasionada por la escollera, provocando que la altura del oleaje disminuyera. En esta parte de la fotografía se observa la existencia de rocas en el extremo del tanque de olas, estas tienen la función de disipar la energía del oleaje y no se reflejen las olas completamente. Aquí se observa la refracción del oleaje debido a que el tanque tiene diferentes profundidades, se alcanza a ver como las olas son de mayor altura en la parte del tanque donde se forman, pero conforme llegan a la parte de las rocas esta altura va disminuyendo debido a los cambios de profundidad y perdidas de velocidad. HIDRAÚLICA MARÍTIMA INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO. Descripción del video. Se pudo apreciar en un tanque de olas de laboratorio, como un ventilador producía el viento y con este las olas; en cámara lenta se logró apreciar el movimiento de las partículas de agua a diferentes profundidades. En la superficie del agua el movimiento de las olas hace que las partículas se muevan de forma cíclica formando una trayectoria circular. Entre mayor profundidad se encuentren las partículas, estas se mueven en una trayectoria cada vez más pequeña hasta que es nula. En el video también se explica el fenómeno que ocurre cuando las partículas de la superficie del agua llegan a la costa. Debido a que conforme las olas llegan a la costa la profundidad disminuye y hay un momento en la que la trayectoria de las partículas choca con el fondo y es cuando las olas rompen. Cuestionario. 1. Explique de donde proviene la energía que forma las olas en las playas. La Energía que da formación a las olas proviene de la fuerza del viento, es la fricción que hay entre el viento y la superficie del agua, pero además, hay 5 elementos principales que contribuyen a la formación de las olas que son: • Velocidad del viento. • Distancia de agua que el viento tiene para soplar. • Ancho del área afectada por el viento. • Tiempo en el que sopla el viento. • Profundidad del agua. 2. Describa la refracción del oleaje. Implica un cambio de dirección que se da cuando la onda experimenta un cambio en su longitud y velocidad. Este cambio generalmente ocurre debido a la profundidad del océano en el recorrido de la onda. A medida que una onda viaja de aguas profundas a aguas poco profundas, la longitud de onda se acorta, la velocidad disminuye y la onda se refracta, o se curva, hacia el área poco profunda para conservar su energía. 3. Describa la difracción del oleaje. Ocurre cuando una onda encuentra una obstrucción en su trayectoria y cambia de dirección o la “envuelve”. Esto ocurre cuando una onda encuentra un objeto y la ola rota a su alrededor. El potencial de “envolver” o de cambiar dirección de una ola es mayor cuanto mayor es la longitud de olas. HIDRAÚLICA MARÍTIMA INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO. 4. Describa la reflexión del oleaje. Es un cambio de dirección y altura del oleaje incidente sobre una estructura. Cuando el oleaje no rompe sobre la estructura se genera una superposición de ambos oleajes. Conclusión. En esta práctica se logró reconocer cuales son las características del oleaje y la fuerza que lo provoca, además de los factores que modifican las ondas y su relación con el fondo marino, así como con las obras portuarias, en este caso una escollera. Cabe señalar que los modelos físicos a escala son de gran ayuda para determinar con cierta precisión el comportamiento de las obras portuarias. Referencias Bibliográficas. Fundación laboral de la construcción; Diccionario de la Construcción: Términos Técnicos. HIDRAÚLICA MARÍTIMA
