ingeniería marítima – Página 4 – El blog de Víctor Yepes

Dragas con inyectores de agua

Figura 1. http://tecnologia-maritima.blogspot.com.es/

La draga de inyección de agua, también conocida como jet dredger o wid en inglés, es una máquina autopropulsada o remolcable que funciona por medio de la agitación de agua a baja presión sobre materiales finos, creando una pulpa de menor densidad que se desplaza por gravedad por la diferencia de gradiente de densidad y las corrientes marinas. Este método es adecuado cuando el material se encuentra en un plano inclinado descendente. Con una pendiente de 1:1000 se pueden mover fangos hasta una distancia de 1 km. Se originó en Países Bajos a principios de los años 80 y se utiliza principalmente en el dragado de puertos. En Estados Unidos, se emplea ampliamente en el dragado de ríos y cauces fluviales.

Por otro lado, las dragas niveladoras o de remoción se emplean para mover materiales corta distancia o para ayudar en las tareas de dragado de otros equipos. Sin embargo, su principal característica es que no extraen el material del fondo marino fuera del agua, sino que lo transfieren de un punto a otro, siempre por debajo del nivel del agua.

El equipo está compuesto por la unidad propulsora, la toma de agua, la escala, los cables de elevación y los inyectores de agua. Se controla y se mueve mediante sus hélices de proa y popa, lo que le permite operar en áreas pequeñas.

Entre sus ventajas se destacan su alta eficiencia y productividad en condiciones adecuadas, su maniobrabilidad y bajo calado. Sin embargo, la producción depende de la capacidad de los jets, la longitud del brazo y la inclinación del fondo marino, mientras que la profundidad no tiene una gran influencia en su rendimiento. Lamentablemente, su uso está restringido a materiales finos y sueltos y no es viable en presencia de fuertes corrientes contrarias. Además, su efectividad está estrechamente ligada a las pendientes del lecho marino y se limita a desplazamientos de material locales. Es importante tener en cuenta la posibilidad de fallos debido a obstáculos. Además, se desconoce el destino final del material removido, lo que puede dificultar las labores de medición con ciertos equipos hidrográficos si se remueve excesivamente sedimento de la zona a dragar.

Método de operación:

—Posicionamiento de la draga

—Descenso de las boquillas inyectoras de agua hasta penetrar en la capa de material

—Inyección de agua a baja presión

—Desplazamiento de la draga hacia delante (dirección de desplazamiento de la pulpa) hasta la zona de acumulación del material

El funcionamiento del ciclo de estos equipos presenta una desventaja: solo se puede utilizar el trayecto de ida de la embarcación para realizar la impulsión del material fluidificado. Durante la vuelta, es necesario levantar el cabezal y retroceder o girar la embarcación y navegar hacia adelante hasta el punto de partida. En cualquier caso, el tiempo invertido en el trayecto de regreso no contribuye a aumentar la producción.

Figura 2. Ciclo de producción de las dragas de inyección de agua (Bray et al, 1997)

La draga de inyección de agua tiene limitaciones en su uso. La profundidad máxima a la que se puede operar varía en función del tipo de barco y la manera en que está conectado el equipo inyector. Con el empleo de equipos rígidos, se pueden trabajar solo en aguas menos profundas de 15 m. Sin embargo, si se usan conductos flexibles, se puede operar en profundidades más grandes. En cualquier caso, la utilización efectiva de esta draga depende de sus características particulares, aunque también se pueden establecer límites en función de la viabilidad económica.

Las limitaciones en cuanto a profundidad de operación para dragas pequeñas son de un mínimo de 3 m, mientras que para las dragas grandes con un conductor rígido son de un máximo de 15 m. El equipo es sensible al oleaje, siendo la altura máxima de ola permitida es de 0,5 m. En cuanto al tipo de terreno, se puede dragar en aquellos que sean muy blandos y de baja cohesión, así como en terrenos muy sueltos o con una granulometría fina disgregada.

Os dejo un vídeo para que veáis su funcionamiento.

Referencias:

BRAY, R.N.; BATES, A.D.; LAND, J.M. (1997). Dredging: A handbook for engineers. 2^nd edition, Willey, 434 pp.

CLEMENTE, J.J.; GONZÁLEZ-VIDOSA, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; MARTÍ, J.V. (2010). Temas de procedimientos de construcción. Equipos de dragado. Editorial de la Universitat Politècnica de València. Ref. 2010.4038.

SANZ, C. (2001). Manual de equipos de dragado. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 323 pp.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Draga de cuchara montada sobre pontona

Figura 1. Draga de cuchara. Vía: http://www.hiseamarine.com

La draga de cuchara montada sobre pontona (grab/clamshell dredger, en inglés) es una máquina mecánica equipada con una grúa que tiene un brazo de celosía y un cucharón o bivalva suspendido de un cable. Esta máquina se coloca en un pedestal en un extremo de un pontón o puede ser autoportante y montada en un barco.

La draga de cuchara es eficaz en materiales blandos o previamente tratados, ya que su única fuerza es su peso. Sin embargo, su necesidad de barcazas o vertido directo limita su uso en proyectos de regeneración costera y similares. Por otro lado, es ampliamente utilizada en el dragado de zanjas estrechas.

El ámbito de aplicación de estos equipos es para proyectos de escala reducida o de bajo volumen, en los que su tamaño les permite realizar tareas en lugares inaccesibles para dragas más grandes o en los que su movilización no resulta económica. Para proyectos de mayor envergadura, solo se emplean equipos con cucharas de gran capacidad. Se obtienen mejores resultados dragando terrenos no cohesivos, con sedimentos blandos como arenas o fangos. También pueden ser usados en arcillas y arenas moderadamente compactas, aunque con una disminución en la eficiencia. Con cucharas de gajos o pinzas, se pueden extraer rocas fragmentadas y otros elementos sueltos.

Figura 2. Elementos de la cuchara bivalva

En este caso, la grúa se encuentra montada en una pontona sin cántara. Para almacenar el material, se deben colocar uno o más gánguiles en los laterales de la pontona. Esta puede ser rectangular o semicircular y suele mantener su posición mediante cables y anclas en cada esquina o mediante pilones “spuds” que la estabilizan. La pontona tiene un bajo calado, lo que permite trabajar en aguas poco profundas siempre y cuando los gánguiles tengan acceso a la zona. La grúa se instala en la borda de la pontona para barrer la mayor superficie posible de material. Si es necesario, se pueden instalar varias grúas en una misma pontona.

Su modo de operación es el siguiente:

Situación del pontón en la zona de trabajo.
Descenso de los 3 pilonos de anclaje (spuds) que absorben los esfuerzos horizontales de la excavación. También las hay con un conjunto de cables y anclas o ambos combinados.
Descenso de la cuchara (con cierta inercia), extracción, elevación del material y carga sobre gánguiles.
Izado de los 2 spuds situados en el tercio delantero. El spud de popa hace girar a la draga sobre su eje.
Inicio del proceso.

Figura 3. Ciclo de trabajo de las dragas de cuchara sobre pontona (Bray et al., 1997)

Los gánguiles tienen la función de transportar materiales al punto de descarga. El volumen de la cuchara puede oscilar entre 0,75 y 200 m³. Su capacidad de almacenamiento varía entre 50 y 2000 m³. Las dragas de cuchara sobre pontona son más eficientes que las autoportadoras en cuanto a producción, pues permiten una operación ininterrumpida mientras haya gánguiles disponibles.

La operación de la draga de cuchara sobre pontón está limitada por factores económicos y ambientales. La profundidad mínima de agua para su funcionamiento es de 1 m y la profundidad máxima de dragado es de 50 m. La draga puede funcionar en olas de hasta 2 m y en corrientes con una velocidad máxima de 1,5 nudos. Además, cuenta con una resistencia máxima a la cizalladura de 300 kPa en arcillas y de 1 MPa de resistencia a compresión en rocas.

La draga de cuchara sobre pontona presenta varias ventajas sobre otros métodos de dragado. En primer lugar, la dilución durante la carga del material es mucho menor que con los métodos hidráulicos, lo que resulta en una proporción muy alta de sólidos en el relleno de la cántara. Además, la carga con cuchara permite manejar con relativa facilidad cantos, guijarros y escombros, aunque puede haber problemas durante la descarga con materiales como cables metálicos, cuerdas y cadenas que pueden enredarse en las compuertas de descarga y obstruir la salida. La draga también es útil para dragar áreas confinadas como muelles, zonas periféricas a espigones y entradas de dársenas, ya que otras dragas solo pueden trabajar en estas áreas después de una previa nivelación. La profundidad de operación de la draga solo depende de la resistencia del cable metálico del tambor izador, lo que la hace adecuada para dragar a profundidades inalcanzables para otras dragas similares. Además, el pequeño calado de la pontona permite trabajar en aguas poco profundas siempre que las barcazas puedan acceder a la zona. La ventaja más importante de la draga de cuchara sobre pontona es su capacidad para dragar zanjas estrechas.

Los principales inconvenientes en esta draga son el menor volumen de producción en comparación con otros tipos de dragas similares y la dificultad para mantener una producción regular. Para asegurarse de que no haya zonas no dragadas, se necesita sobre-excavar el terreno, especialmente en suelos cohesivos. Esto resulta en un costo elevado debido a la combinación de bajo volumen de producción y un exceso de terreno dragado, especialmente cuando se dragan capas delgadas en grandes extensiones de terreno. Además, la única fuerza que puede aplicarse al cucharón para penetrar en terrenos duros es su propio peso, por lo que el rango de materiales que se pueden dragar sin tratamiento previo es limitado.

He grabado un vídeo sobre esta draga, que espero os sea de interés.

A continuación os dejo un par de vídeos para que podáis observar cómo trabaja la draga. En este caso, en vez de estar montada la cuchara sobre un brazo en celosía y cables, lo está sobre un brazo hidráulico articulado. Espero que os gusten.

Referencias:

BRAY, R.N.; BATES, A.D.; LAND, J.M. (1997). Dredging: A handbook for engineers. 2^nd edition, Willey, 434 pp.

SANZ, C. (2001). Manual de equipos de dragado. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 323 pp.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Las islas artificiales de Dubai

La Palm Jumeirah a principios de 2006. Wikipedia

Las posibilidades de la ingeniería permiten la realización de grandes obras. Algunas de ellas son verdaderamente importantes, aunque no exentas de polémicas, especialmente por su posible impacto ambiental. Es el caso de las islas artificiales que se construyen en Dubai. Este pequeño país se está convirtiendo en estos últimos años en una de las zonas del mundo más extravagantes en lo que refiere a la construcción.

Las Islas Palm o Palm Islands , son un grupo de tres islas artificiales actualmente en construcción, las cuales están entre las más grandes del mundo en su tipo. Sobre estas islas, se construirá infraestructura de tipo comercial y residencial, pues se espera que se conviertan en un destino turístico. Se encuentran en la costa de la ciudad de Dubái, en los Emiratos Árabes Unidos. El proyecto aumentará en unos 520 km la superficie de playas de Dubái y la lleva a cabo la empresa Nakheel Properties, la cual a su vez, encomendó su construcción y desarrollo a la compañías belga Jan de Nul y holandesa Van Oord.

Para construir estos proyectos de arena, es necesario extraer arena del fondo del golfo Pérsico. Esta parte del proyecto fue encomendada a la compañía belga Jan De Nul y la holandesa Van Oord. La arena es luego arrojada por un barco y guiado por un sistema de GPS, por un guía desde la costa de la isla. La arena es pulverizada por los buques de dragado en un área requerida y es un proceso conocido como rainbowing, debido a los arcos en el aire que se forman mientras se pulveriza la arena. Para llevar a cabo el proceso, son necesarias dragas eficientes y potentes que estén a la altura del proyecto. Sin ir más lejos, la draga más grande del mundo, la “Cristóbal Colón”, construida en La Naval de Sestao, es empleada en este mega proyecto. Alrededor de cada palmera hay un gran rompeolas de piedra.

Rainbowing. By Beeldbank V&W – Beeldbank V&W, Attribution, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9403076

El rompeolas de la Palm Jumeirah tiene más de 7 millones de toneladas de rocas. Las rocas fueron colocadas una por una por una grúa, seguidas por un buzo y cada una posee una coordenada específica. El trabajo en la Palm Jebel Ali fue comenzado por el grupo constructor Jan De Nul en 2002 y finalizado para finales de 2006. El proyecto de dicha isla incluye también la construcción de una península de 4 kilómetros de largo, protegida por un rompeolas de 200 metros de ancho y 17 kilómetros de largo alrededor de la isla. Fueron recuperados 135 millones de metros cúbicos de arena y piedra caliza.

Os paso algún vídeo al respecto. Espero que os sea de interés.

Excavadora anfibia

En las operaciones de limpieza de sedimentos a lagos y lagunas en áreas profundas o de difícil acceso a retroexcavadoras convencionales se pueden utilizar las dragas, o bien esta máquina algo especial: se trata de una retroexcavadora con flotadores. Espero que os gusten los vídeos que os paso sobre estas retroexcavadoras anfibias.

Referencias:

CLEMENTE, J.J.; GONZÁLEZ, F.; YEPES, V.; ALCALÁ, J.; MARTÍ, J.V. (2006). Temas de procedimientos de construcción. Equipos de dragado. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2006.4038.

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.

Algo sobre cajones flotantes

Cajones flotantes de hormigón en Marín (Pontevedra), ejecutados por Sacyr

Los cajones flotantes constituyen estructuras de grandes dimensiones que por su sección transversal aligerada – multicelular – pueden flotar una vez terminadas. Eso les confiere una gran versatilidad en cuanto a construcción (mediante hormigonado deslizante), transporte flotando y colocación en la obra portuaria, ya sea para muelles, diques u otros. Las infraestructuras típicas que emplean este tipo de cajones son los muelles y otras estructuras de atraque, los diques de abrigo verticales y los diques especiales tipo flotante. Este tipo de estructura flotante es una tipología ampliamente empleada en la construcción de diques en los puertos españoles. Son, sin duda, las mayores piezas prefabricadas de hormigón, con moles que pueden llegar a más de 10.000 m³ de hormigón.

Desde el punto de vista económico, existen razones para apoyar la construcción de diques flotantes. En efecto, el ahorro más significativo que ofrecen estas estructuras frente a los diques rompeolas, o los de gravedad, se da en grandes profundidades, ya que su coste de construcción es prácticamente independiente de la profundidad, mientras que el de un dique en talud crece exponencialmente con la misma. Este ahorro se debe fundamentalmente al ahorro de volumen de escollera y materiales de relleno, respecto a los diques en talud o a las banquetas de los diques verticales.

Las condiciones y limitaciones que presenta el cálculo necesario para la fabricación de los cajones flotantes están relacionadas, fundamentalmente con las importantes las interacciones entre los pesos de los elementos en construcción y los empujes de los elementos flotantes, pues de ellas se derivan los posibles riesgos como son la pérdida de estabilidad, riesgos de varada en el fondo, etc. Asimismo, los criterios con los que se fijan los parámetros de cálculo son, fundamentalmente, los siguientes: estabilidad hidrostática del conjunto cajón-pontona, presión suficiente entre cajón y pontona para asegurar el contacto durante la construcción y el mantenimiento de un francobordo mínimo para proteger al hormigón en el fraguado y que no afecte a la estabilidad del cajón.

Cajón flotante remolcado hasta su posición final. http://www.dragados.com/upload/MONACO%205.jpg

Para aquellos de vosotros interesados, existen algunas referencias que pueden informar del estado actual de los avances tecnológicos a este respecto. Así, por ejemplo, un hito en este tema es el “Manual para el diseño y la ejecución de cajones flotantes de hormigón armado para obras portuarias”, editado por Puertos del Estado en el año 2006 (ISBN: 84-88975-55-4). En este manual se ofrecen a los usuarios los criterios necesarios para el diseño, construcción y mantenimiento de cajones de hormigón armado, con la aplicación específica de la EHE y la consideración de las recomendaciones del programa ROM.

Asimismo, se consideran muy interesantes las referencias relativas a algunas realizaciones en el ámbito nacional o internacional. Así, las primeras obras de cajones que se construyeron en España lo fueron en el muelle de Levante del Puerto de Huelva, en 1932, con 8 m de calado máximo. En los años 80 se generalizó la construcción de obras de atraque de cajones aprovechando el auge de los puertos comerciales y en la década de los 90 se extendió su uso en la construcción de diques verticales. A modo de ejemplo, la prolongación del Muelle de Poniente de Palma de Mallorca necesitó la fabricación de siete cajones flotantes que se fabricaron en Cartagena y se remolcaron unas 250 millas. La referencia se puede ver en Sáenz et al (1996): “Fabricación y remolque de los cajones de hormigón para la prolongación del muelle de Poniente en el puerto de Palma de Mallorca”, Revista de Obras Públicas, 143(3357):57-68. La realización en los últimos años de diques verticales de 28 m de calado en la dársena de Escombreras en Cartagena hace que la tecnología de nuestro país sólo sea equiparable a la de Japón.

Otro aspecto importante es la verificación de la armadura de cortante exigida a la norma EHE. La experiencia acumulada indica que es normalmente innecesaria esta armadura, aunque la norma EHE la imponga. Un análisis al respecto puede verse en el artículo de Pita, Grau y Pérez sobre el diseño de cajones flotantes (http://www.fhecor.es/files/ARW/ES_OBRASPORTUARIAS.pdf). También sería resaltable el trabajo de investigación realizado por el CEDEX en relación con el comportamiento del hormigón de los cajones flotantes, en la zona de carrera de mareas. Los resultados pueden verse en la revista Puertos, en su número 136 del año 2006 (http://www.puertos.es/export/download/ROM_PDFs/RecomendaCAJONES.pdf).

Una de las referencias importantes a nivel internacional es la guía práctica del PIANC(1994). “Floating breakwaters. A practical guide for design and construction.” Report of the Working Group nº 13 of the Permanent Technical Committee II. Supplement to bulletin nº 85. Permanent International Association of Navigation Congresses. Otra referencia normalmente empleada es la de Michael L. Giles and Robert M. Sorensen (1978). “Prototype scale mooring load and transmission tests for a floating tire breakwater”. Technical paper nº. 78-3. U.S. ARMY, CORPS OF ENGINEERS. COASTAL ENGINEERING RESEARCH CENTER.

Resulta de interés citar una de las realizaciones más ambiciosas a nivel internacional. Se trata del mayor dique flotante del mundo, realizado en el Puerto de Algeciras para ampliar el puerto deportivo de la Condamine en el Principado de Mónaco, que comportó una larga travesía por aguas del Mediterráneo. Las características de este hito se pueden ver en un artículo firmado por Barceló, Hue y Peset en la Revista de Obras Públicas, en su número 3432 de abril del 2003 (pp. 81-110). Bastan, pues, unas cuantas referencias en cuanto a la bibliografía y a las realizaciones para comprobar que la tecnología necesaria para la construcción de cajones flotantes está consolidada, siendo España un referente a nivel internacional.

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

Intervención en una playa: justificación y técnicas

Playa de Almadrá (provincia de Castellón). Imagen: (c) V. Yepes

¿Hay que adoptar algún tipo de estrategia para defender nuestras playas de la regresión, del previsible cambio climático, de las agresiones sufridas por una mala planificación? Es evidente que si queremos preservar la biodiversidad de este medio y la importancia económica que proviene del turismo, hay que buscar soluciones que compatibilicen todos estos problemas, siendo probablemente la estrategia de “no hacer nada” la peor de todas ellas.

Una playa, en su estado “normal”, no necesita ningún tipo de intervención. El propio Ministerio de Medio Ambiente (2008) en un documento denominado “Directrices sobre actuaciones en playas” establece que una playa se encuentra en su estado “normal”, cuando su comportamiento sólo está condicionado por los agentes y el medio natural, sin coacciones de origen humano o aquellas que teniendo actuación humana en su modelado, el tiempo transcurrido es tal que la población considera este estado como el propio de la playa. Para que el funcionamiento dinámico de las playas sea el correcto, a grandes rasgos deben darse dos condiciones:

Continue reading “Intervención en una playa: justificación y técnicas” →

¿Es necesario balizar nuestras playas?

Balizamiento de playas Resulta evidente que una acertada normativa que sea capaz de conjugar el respeto medioambiental y el desarrollo sostenible de una zona tan frágil y con tantos usos como es la franja costera requiere de una profunda reflexión por parte de todos los agentes implicados. En este post traigo a colación uno de los problemas que más quebraderos de cabeza están causando a los municipios turísticos costeros, y es el problema del balizamiento de las playas para proteger a los bañistas de otros usos como los deportivos o de otro tipo que todos los años traen numerosos accidentes. En estas líneas se recogen partes de las ideas que expusimos en su momento sobre este tema (Yepes y Medina, 1997).

Continue reading “¿Es necesario balizar nuestras playas?” →

Obras explanada y muelles comerciales al abrigo del dique de Botafoc (Ibiza)

El puerto de Ibiza se encuentra inmerso en un gran proceso transformador, que empezó con la construcción del dique del Botafoc, ha proseguido con la entrada en servicio de los nuevos muelles, continuará con la construcción de las pasarelas y la estación marítima y concluirá con el nuevo paseo marítimo proyectado en el frente urbano del puerto. El objetivo de la construcción de los nuevos muelles del Botafoc es descongestionar la zona de la Marina, liberándola del tráfico portuario y así renovar su espacio, con paseos peatonales, actividad comercial de la zona, áreas de servicios a grandes yates y un atractivo punto de destino para cruceros de pequeña y mediana eslora.

Os dejo a continuación un par de vídeos, realizados por Adarve Producciones, para la UTE de empresas constructoras y para la Autoritat Portuària de Balears que muestra la evolución de las obras de la explanada y los muelles comerciales al abrigo del dique de Botafoc en el puerto de Ibiza (2010 – 2013). Os recomiendo que os fijéis en la instalación de los pilotes. Espero que os gusten.

Draga de succión con cabezal cortador

La draga de succión con cabezal cortador, también conocida como cutter suction dredger o simplemente cutter en inglés, es un tipo de draga que tienen un cabezal cortador sumergible, capaces de manejar materiales compactos con una alta producción volumétrica. Gracias a sus equipos de succión, el material se transporta a bordo para su inmediato bombeo. Su campo de aplicación es muy amplio, desde restauración de terrenos a rellenos hidráulicos.

Estas dragas funcionan estacionariamente, pero pueden ser remolcadas sobre pontonas o incluso autopropulsadas (especialmente las más grandes). La combinación de características mecánicas e hidráulicas permite que estas dragas utilicen un dispositivo mecánico para cortar el material y un sistema hidráulico para su transporte y vertido a través de tuberías.

Puede dragar cualquier tipo de material, excepto rocas de elevada dureza. El dragado de bolos y piedra quebrantada en tamaños grandes presenta dificultades, pues el material debe pasar por el cortador y las bombas centrífugas. Además, el dragado de materiales cohesivos como la arcilla puede obstruir y cerrar el cortador, reduciendo drásticamente la producción.

La draga cuenta con un spud en la popa para operar y mantener su posición, así como con dos anclas en la proa. Gracias a las anclas, la embarcación puede realizar movimientos transversales de borneo durante su operación, mientras que el spud de popa le permite avanzar longitudinalmente. Además, el tubo de succión está ubicado en la proa. Muchas dragas están equipadas con una pluma en la proa que les permite mover las anclas de borneo por sí mismas.

Ciclo de trabajo:

Navegación hacia el área de operación
Fijación de la embarcación (basada en el número de anclas o spuds disponibles)
Duración del proceso de carga (que depende del espesor y tipo de terreno)
Descarga sobre el gánguil, o bombeo por tubería
Desplazamiento de los anclajes o spuds

Una vez que la pontona se ubica en la zona de dragado, las spuds se anclan y, en caso de emplear tubería, se conecta desde la embarcación hasta el punto de descarga. Luego, se hace bajar la cabeza cortadora hasta alcanzar la profundidad deseada, se encienden las bombas de dragado y se activa el motor del cortador. Con materiales blandos, el grosor de corte es igual al diámetro de la cabeza cortadora. No obstante, con rocas y arcillas duras, la profundidad de corte es menor que el diámetro del cabezal. Por lo tanto, en este caso, se suelen dar varias pasadas antes de avanzar el equipo. En general, para completar el proceso de corte, se realiza una última pasada hasta alcanzar la altura del cortador. Una vez terminado el corte de esta sección, se levanta el spud y se desplaza el equipo hacia adelante, repitiendo el proceso.

Las producciones son moderadamente elevadas y están determinadas por la eficiencia de las bombas, la potencia del cortador y la distancia de bombeo. El diámetro de la tubería de succión oscila entre los 150 mm y los 1.100 mm, y el poder de corte de la cabeza cortadora varía entre 15 kW y 4.500 kW. La instalación de una bomba en la escala de la draga mantiene la producción sin variaciones significativas, independientemente de la profundidad. A pesar de que la adquisición de estos equipos requiere una inversión considerable y el costo del personal es medio, la producción elevada reduce el costo unitario de manera significativa.

En cuanto a las ventajas de esta draga, se destacan las siguientes: la capacidad de dragar una amplia variedad de materiales, incluyendo roca, y transportándolos directamente mediante bombeo a las áreas de descarga o restauración. Además, esta draga es efectiva en zonas con un radio de acción limitado, también puede operar en aguas poco profundas, permitiendo nivelar el fondo marino y lograr altos volúmenes de producción. Para los equipos más avanzados, también existe la posibilidad de realizar operaciones de dragado siguiendo un perfil predeterminado.

La draga presenta una serie de desafíos en su funcionamiento. Es muy sensible a las condiciones marítimas debido al uso exclusivo de un spud, lo que provoca una menor precisión del dragado en comparación con sistemas que utilizan anclas. La profundidad máxima de dragado se limita a unos 35 m. Además, el oleaje puede afectar la dilución del material dragado y limitar la profundidad de este proceso. Desde un punto de vista económico, la distancia de transporte del material se ve limitada debido a los elevados costos de desplazamiento de la draga.

Las cabezas cortadoras más empleadas son las de tipo corona, compuestas por un grupo de cuchillas diseñadas especialmente para cortar o romper el fondo marino y dirigir el material hacia la entrada del tubo de succión. Hay tres tipos de cuchillas más comunes:

Cuchilla con hojas de filo plano, ideal para materiales blandos como arena, sedimentos y arcilla.
Cuchilla con hojas de filo aserrado, usadas para materiales consolidados como arcillas duras, arenas densas y, en algunos casos, para trabajar con rocas muy débiles y altamente meteorizadas.
Cuchillas para roca, con hojas diseñadas para mantener el mayor número de dientes en contacto con la capa, independientemente de la profundidad de dragado. La forma de la cuchilla varía en función del material a trabajar y puede ser en forma de trépano para arcillas compactas y rocas débiles, o en forma de pica para rocas de dureza moderada.

La eficacia de las dragas depende de sus características específicas, sin embargo, se pueden establecer unos parámetros mínimos para determinar su viabilidad económica en términos de operación. Para que una draga sea considerada viable, debe tener una profundidad mínima de trabajo de 0,75 m y una profundidad máxima de dragado de 35 m. Además, la anchura máxima de corte debe ser de 175 m, la altura máxima de las olas debe ser de 2 m, la velocidad máxima de la corriente debe ser de 2 nudos, el espesor máximo de la capa de hielo debe ser de 200 mm, el tamaño máximo de la partícula debe ser de 500 mm y la resistencia máxima de compresión del terreno debe ser de 50 MPa.

Es importante tener en cuenta que cuando las operaciones de dragado se realizan en aguas confinadas donde el flujo de agua es insuficiente para el bombeo de la draga, el nivel del agua puede disminuir continuamente, lo que puede causar problemas operacionales y graves impactos ambientales. Es relevante destacar que incluso las dragas más pequeñas son capaces de remover 300 m³/h, lo que demuestra su poder y capacidad de impacto.

Os paso los siguientes vídeos donde se puede ver cómo trabaja esta máquina:

A continuación os paso un vídeo sobre Artemis, la segunda draga de succión cortadora autopropulsada construida para Van Oord en los Países Bajos.

Referencias:

BRAY, R.N.; BATES, A.D.; LAND, J.M. (1997). Dredging: A handbook for engineers. 2^nd edition, Willey, 434 pp.

SANZ, C. (2001). Manual de equipos de dragado. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 323 pp.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Draga de pala frontal

La draga de pala frontal (front shovel dredger, en inglés) es una draga mecánica con una pala excavadora frontal accionada mediante cables, montada sobre un pedestal situado en un extremo de un pontón. Está constituida por un fuerte brazo que puede realizar una excavación frontal, elevar la carga, girar el brazo y depositar el material sobre gánguil. Esta draga se fija al fondo con tres spuds, dos en proa y uno en popa. La capacidad del cazo oscila entre 3 y 5 m³, aunque en Estados Unidos se fabrican hasta de 20 m³. Las ventajas es que excava muy bien rocas blandas y arcillas duras y además según excava se va abriendo a sí misma un canal.

Es una variante de la draga con retroexcavadora hidráulica y en la actualidad ha sido prácticamente sustituida por esta. Frente a la draga de retroexcavadora hidráulica, puede alcanzar profundidades mayores, pero su ciclo de producción es menor y su construcción más rústica. Sus usos y forma de operar son similares a las dragas de retroexcavadora hidráulica. La descarga se efectúa en barcazas situadas en los laterales del pontón.

Figura 2. Ciclo de trabajo de la draga de cuchara frontal (Bray et al., 1997)

Referencias:

BRAY, R.N.; BATES, A.D.; LAND, J.M. (1997). Dredging: A handbook for engineers. 2^nd edition, Willey, 434 pp.

SANZ, C. (2001). Manual de equipos de dragado. Ed. Carlos López Jimeno. Madrid, 323 pp.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.