Diseño hidráulico de puertos

Diseño hidráulico de puertos

El principal propósito de un puerto es ofrecer un área protegida en la cual puedan atracar los barcos. Dicha área debe ser de fácil acceso, lo cual hace necesaria la construcción de un canal de aproximación amplia y recta cuya dirección coincida con las de las corrientes y de las olas grandes. Adicionalmente es deseable contar con una zona amplia a la entrada para facilitar la maniobra de las embarcaciones.

En la práctica, sin embargo, el puerto óptimo no puede lograrse jamás. Un puerto en costa abierta con canal de aproximación amplio en dirección de las olas más grandes no ofrece nunca un área protegida. Además, la acción fuerte de las olas en el puerto no solamente dificulta el manejo de la carga y las operaciones de atraque sino que también influye en el diseño de las estructuras.

Además de las facilidades de acceso y de la acción de las olas existen otros factores que juegan un papel importante en el diseño de puertos, como los costos de construcción y mantenimiento de rompeolas y de las operaciones de dragado que se requieren para mantener las profundidades de diseño. En algunos casos el aspecto económico es de tal naturaleza que domina sobre los requerimientos de navegabilidad.

El diseño final de un puerto, que incluye además las obras de aproximación, está determinado por una serie de factores cuya importancia depende de las condiciones naturales que predominan en el área. Es esencial tener un buen conocimiento de estas condiciones por medio de estudios de campo apropiados y del análisis de sus efectos sobre el puerto. Debido a la complejidad de los fenómenos naturales, es indispensable algunas veces el uso de modelos a escala reducida.

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Tipos y localización de los puertos

Las dimensiones principales de un puerto están determinadas tanto por sus funciones como por su capacidad y por el tipo y tamaño de las embarcaciones que va a recibir.

El proyecto de un puerto, y particularmente la configuración de la entrada dependen principalmente de su localización. En este aspecto se hace una distinción entre puertos localizados en la costa, en un río o en un estuario, en un canal o en un lago.

Generalmente los puertos que están situados en la costa del mar se proyectan para trasatlánticos. Las embarcaciones que arriban a estos puertos pueden tener tamaños variables que van desde petroleros hasta barcos pesqueros, lo cual tiene sus consecuencias en el diseño del puerto. En principio, sin embargo, los problemas que deben resolverse son similares , siendo el más importante la penetración de las olas en el puerto y en el caso de costas arenosas la sedimentación de arena tanto en el puerto como en el canal de aproximación, o la posible erosión de la costa.

Como los ríos y los estuarios conforman las rutas naturales de transporte entre el mar y el interior de los continentes, se han desarrollado muchos puertos a lo largo de dichas vías. En la antigüedad fue posible construir puertos marítimos costa adentro porque las dimensiones de las naves que llegaban a los puertos eran relativamente pequeñas. Sin embargo, con el incremento del tamaño de las naves surgieron problemas que tenían que ver con la profundidad disponible y con la amplitud de las vías acuáticas, los cuales no pudieron ser resueltos adecuadamente dentro de los planes de ampliación de dichos puertos.

En general los tramos inferiores de un río, o estuarios, en los cuales las condiciones hidráulicas son determinadas en gran parte por las mareas ofrecen las mejores posibilidades para la navegación hacia el mar y efectivamente, la mayoría de los puertos grandes están situados en ríos sometidos a mareas.

A medida que las demandas inherentes a la navegación crecen se hace necesario el dragado, lo cual puede representar un trabajo bastante intenso y costoso porque habrá sedimentación continuamente, tanto en el canal de acceso como en el puerto mismo. Algunas veces, en lugar de tratar de mejorar mediante dragado el canal de entrega del río al mar es preferible construir un canal nuevo en cuyo caso el canal artificial de acceso se comporta como un río sometido a mareas.

El mantenimiento de un canal de acceso profundo requiere de un dragado continuo; además, este canal trae una serie de problemas, entre ellos el de intrusión salina en la costa. En razón de lo anterior, existe actualmente la tendencia de construir los puertos cerca del mar profundo cuando se trata de ofrecer facilidades a naves de gran tamaño.

Algunos puertos que se utilizan tanto para navegación marítima como fluvial se encuentran actualmente sobre las márgenes de canales o vías fluviales. En el caso de puertos marítimos los canales tuvieron que ser dragados cuando las rutas de acceso originales desde el mar dejaron de cumplir con los requerimientos de navegación.

Los puertos que se establecen a lo largo de un canal no presentan muchos problemas porque tanto la profundidad como el ancho del canal pueden adaptarse fácilmente a las demandas de navegación y las operaciones de dragado no son importantes.

Finalmente, se han desarrollado puertos en playas de lagos. Si los lagos son extensos las condiciones son similares a las del mar, excepto en que no se considera la acción de las mareas.

A continuación se presenta una lista de los principales factores hidráulicos, meteorológicos y topográficos que deben tenerse en cuenta cuando se diseña un puerto en un área sometida a mareas:

Puertos en una costa arenosa.

1. Variaciones del nivel del agua debido a mareas y a condiciones meteorológicas.

2. Oleaje. condición de aproximación de las olas.

3. Seiches u oscilaciones.

4. Corrientes,

5. Transporte litoral

Puertos en el tramo inferior de un río.

1. Variaciones del nivel del agua debido a mareas y a condiciones meteorológicas.

2. Corrientes,

3. Corrientes secundarias debidas a diferencias de densidad entre agua dulce y agua salada,

4. Restricciones en el ancho de la vía navegable

5. Movimiento de sedimentos en suspensión,

6. Formación de barras de arena un poco después de la desembocadura del río en el mar.

En una publicación de esta naturaleza no es posible una discusión

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