9 DIQUE SANTA CRUZ DE TENERIFE En este capítulo se analizará la vulnerabilidad de proyecto del dique ya construido del puerto de las Palmas de Gran Canaria. Este dique tiene características bastante diferentes al Bastarreche y puede dar también una idea de la fiabilidad de este modelo de estimación de la vulnerabilidad. 79
9.1.- CARACTERÍSTICAS DEL DIQUE VULNERABILIDAD DE DIQUES VERTICALES Características de proyecto El dique de Santa cruz de Tenerife es un dique de abrigo de cajones de hormigón armado de 15,90 x 15,27 m en planta y 14,70 m de puntal, fondeados a la cota -12,00. Las celdas son circulares, excepto las filas exteriores de los lados del castigo e interior, que son rectangulares. Estas se rellenan de hormigón pobre, mientras que aquellas se rellenan de material granular. El fuste tiene 13,90 m de ancho. El macizo está formado por un manto principal de escollera de 2 a 4 t, de 3m de espesor, entre las cotas -8,50 y -17. El manto secundario de escollera de 0,25 a 2t, también de 3m de espesor. El núcleo en dos capas: una superior de escollera de 25 a 250 kg, coronada a la cota -15 y otra de escollera de menos de 25 kg por debajo de la cota -27. Los taludes son 3/2 en el lado castigo y 4/3 en el lado interior. La disponibilidad de las cantera fue la de La Juurada, en el mismo puerto, y de Jagua, a 7,3km de la obra. Ambas de piedra basáltica no inferior a 2,9 t/m3. Por lo que a la caracterización del oleaje se refiere la altura de ola significativa máxima es de 4,60m. La dirección del oleaje es SSW y una carrera de marea de 2,70m. Figura 9.1.A. Dique Santa Cruz de Tenerife, Atlas de Diques. La sección de diseño puede verse en la figura 9.1.A. Como densidad del agua del mar Mediterráneo se adopta un valor de 1030 kg/m3. 80
Datos geométricos y geomecánicos Para el dique en cuestión se tienen los siguientes datos, como se puede ver en la figura 9.1.A. Altura del espaldón: 4 m Base del espaldón: 2,5 m Area del espaldón: 8,75 m² Densidad del espaldón: 3.100 kg/m³ Distancia de aplicación del peso del espaldón al intradós del dique: 1,03 m Coeficiente de rozamiento del espaldón: 0,6 Cohesión horizontal del espaldón: 24.038.590 N Momento de cohesión del espaldón: 30.400.000 Nm Media del parámetro de permeabilidad del espaldón: 0 Desviación estándar del parámetro de permeabilidad del espaldón: 0.1 Altura del cajón: 16 m Base del cajón: 13,9 m Área del cajón: 225,28 m² Densidad del cajón: 3.100 kg/m³ Distancia de aplicación del peso del cajón al intradós del dique: 6,85 m Coeficiente de fricción entre el cajón y la banqueta de escollera : 0,6 Altura de la escollera de protección: 3,5 m Peso de los elementos de la escollera de protección: 3.000 kg Anchura del talud frontal de la escollera de protección: 4 m Densidad de los elementos de la escollera de protección: 2.800 kg/m³ Altura de la banqueta de escollera lado mar: 22 m Altura de la banqueta de escollera lado puerto: 21 m Base de la banqueta de escollera lado mar: 0,5 m Base de la banqueta de escollera lado puerto: 2,5 m Base frontal de la banqueta de escollera lado mar: 17 m Base frontal de la banqueta de escollera lado Puerto: 15,75 m Peso de los elementos de la banqueta: 100 kg Densidad de los elementos de la escollera: 2800 kg/m³ Angulo interno de rozamiento de la escollera: 31º Densidad del agua: 1,030 kg/m³ Nivel medio del mar: 35,5 m Dirección normal al dique: 200º 81
La introducción de los parámetros geométricos y geomecánicos se realiza a través del archivo break_geom.inp, Figura 9.1.B. Dique Bastarreche, archivo break_geom.inp. Datos de oleaje Los datos del oleaje se introducen en el archivo stormgen.in y son los siguientes: Altura significante máxima: 4,60 m Dirección de la borrasca respecto al norte: 225º El resto de los datos se simulan a partir de estos. Simulación El siguiente paso es definir el número de simulaciones a realizar por el programa. Para este ejemplo se van ha considerar 10000 borrascas, dato que debe introducirse como valor del parámetro NUTOsto en el archivo break_dim.inc el cual aparece en la figura 9.1.C 82
Figura 9.1.C. archivo break_dim.inc. Tolerancias Por último y antes de iniciar la simulación se deben fijar las tolerancias de los modos de fallo en el archivo break_tolerances.inp y que para este ejemplo son las siguientes. Tolerancia para el modo de fallo deslizamiento del espaldón: 0,20 m Tolerancia para el modo de fallo vuelco del espaldón: 1 Tolerancia para el modo de fallo deslizamiento del cajón: 0,50 m Tolerancia para el modo de fallo vuelco del cajón: 1 Tolerancia para el modo de fallo inestabilidad de los elementos individuales de la escollera de protección: 0,20 m Tolerancia para el modo de fallo erosión al pie de la banqueta. 4,3 m Tolerancia para el modo de fallo por pérdida de capacidad portante de la banqueta con rotura circular hacia lado puerto: 0,50 m Tolerancia para el modo de fallo por pérdida de capacidad portante de la banqueta con rotura recta hacia lado puerto: 0,50 m Tolerancia para el modo de fallo por pérdida de capacidad portante de la banqueta con rotura recta hacia lado mar: 0,50 m Figura 9.1.D. archivo break_tolerances.inp. 83
En el cual debe añadirse una línea suplementaria en la que se fija una tolerancia que debe ser igual a la anterior. 9.2.- VULNERABILIDAD La vulnerabilidad estimada aparece en el archivo break_prob.out y que para el dique Santa Cruz de Tenerife se muestra a continuación en la figura 9.2.A Figura 9.2.A. archivo break_prob.out. Puede verse que la vulnerabilidad al deslizamiento o vuelco del espaldón (F1 y F2) es pequeña, que en cambio es alta para el deslizamiento del cajón (F3) pero no así para su vuelco (F4). También se puede observar una vulnerabilidad baja para los modos inestabilidad del pie de la escollera (F6) y rotura circular (F7) en cambio alta para la rotura recta hacia lado puerto (F8). Una vulnerabilidad alta se tiene para la rotura recta hacia lado mar (F9) y finalmente una vulnerabilidad casi nula para erosión de la banqueta por extracción de elementos (F5). Los niveles de daños (DAMAGE LEVELS) van desde la superación de la tolerancia para el nivel 4 hasta la afectación nula para el nivel 0, pasando por la situaciones de no ser superada la quinta, la tercera parte y la mitad de la tolerancia para el resto de niveles. 84
9.3.- ANALISIS DE LOS RESULTADOS VULNERABILIDAD DE DIQUES VERTICALES Archivos breakwater_proces1_5.pro y breakwater_proces 6_9.pro Los diferentes daños sufridos por el dique para cada una de las simulaciones se recogen en los archivo de registro breakwater_proces1_5.pro y breakwater_proces6_9.pro, figuras 8.3.A y 8.3.B respectivamente. Figura 9.3.A. archivo breakwater_proces1_5.pro. En este archivo se muestra por columnas la tormenta simulada, el número de ola en que se produce el fallo, la altura y periodo de la ola, el modelo de presiones utilizado, así como el valor de las variables de estado para los primeros cinco modos de fallo. Por último el modo de fallo y el incremento de su variable de estado para el que se produce el fallo. Como ejemplo puede observarse como para la tercera de las tormentas simulada se produce un fallo por deslizamiento del cajón de 11 milímetros en la ola número 2207. Para esta ola de 6.5 metros de altura y 6.8 segundos de periodo también se producen otros fallos que quedan registrados en el archivo breakwater_proces6_9.pro. Para la quinta de las tormentas simuladas se produce una superficie de rotura recta en la banqueta de escollera hacia lado puerto con un desplazamiento relativo de 23cm según la dirección de rotura. 85
Figura 9.3.B. archivo breakwater_proces6_9.pro. En este archivo se muestra por columnas la tormenta simulada, el número de ola en que se produce el fallo, la altura y periodo de la ola, el modelo de presiones utilizado, así como el valor de las variables de estado para los siguientes cuatro modos de fallo. Por último el modo de fallo y el incremento de su variable de estado para el que se produce el fallo. Otros archivos de registro El programa devuelve otros archivos de registro en los que pueden consultarse los resultados de las simulaciones. Estos archivos se citan a continuación. El primero de ellos es el archivo break_reg_armour.out en el que se almacenan los valores simulados para todas las tormentas de los parámetros geomecánicos y geométricos de la escollera de protección. En el archivo break_reg_caisson.out se muestra en el mismo formato las variables simuladas para el cajón, en el break_reg_parapet.out se muestran las del espaldón. En el break_reg_rubble.out las de la escollera. Para los modelos de presiones también se realiza un registro. En este caso debe escogerse la tormenta simulada a registrar en el archivo break_dim.inc dandole el valor a la variable istormreg. Este registro se realiza en los archivos break_reg_caisson_harside_ist.out, break_reg_caisson_seaside_ist.out y break_reg_parapet_models_ist.out para los fuerzas de oleaje en la cara puerto, en la cara mar y en el espaldón respectivamente. 86