DISEÑO CON BAJO PRESUPUESTO EN PAISES EN DESARROLLO EJEMPLO DE SANTO TOMÉ Y PRÍNCIPE V. Jankovic1, J. Medina2 1

Técnica y Proyectos S.A. TYPSA, División de Puertos y Costas, c/ Gomera 9 San Sebastián de los Reyes, 28703 – Madrid; [email protected]

2

Instituto Tecnológico de Canarias (ITC), Sección innovación, Plaza de Sixto Machado 3, 38009 - S/C de Tenerife; [email protected] Resumen Entre 2011 y 2013, TYPSA, como miembro del consorcio COWI, bajo el Contrato Marco de la Comisión Europea, EuropeAid, realizó una misión de ingeniería para el diseño de varias obras marítimas en Santo Tomé y Príncipe, un pequeño estado insular frente a la costa occidental de África ecuatorial. Se trataba de un contrato de amplio alcance pero de presupuesto limitado, en una ubicación donde los recursos eran escasos y los altos costes de movilización de equipamiento desde otros países no eran asumibles. Esa situación obligó al equipo de especialistas seleccionados a optimizar los trabajos y los recursos de forma que estos proyectos con un alto nivel de compromiso social se pudieran llevar a cabo con la calidad necesaria dentro del presupuesto disponible, sin ocasionar pérdidas económicas a la empresa. Los especialistas aprovecharon los viajes de toma de contacto y colección de datos a Santo Tomé y Príncipe para adelantar los trabajos de diseño y al mismo tiempo participaron activamente en los trabajos de campo y movilizaron los recursos disponibles del cliente, reduciendo así los gastos relacionados. En este trabajo se describen e ilustran las soluciones concretas empleadas por los especialistas. Se realizaron trabajos de campo que incluían las campañas de topografía y batimetría, inspecciones estructurales, reconocimientos geotécnicos, entrevistas con la población local, etc. En las fases consecutivas de la misión se llevaron a cabo los estudios de alternativas, diseños preliminares y constructivos, y se prepararon los documentos para los concursos de construcción de las obras y adquisición de los equipamientos.

1 Introducción Entre 2011 y 2013, TYPSA, como miembro del consorcio COWI, bajo el Contrato Marco de la Comisión Europea, EuropeAid, realizó una misión de ingeniería para el diseño de varias obras marítimas a lo largo de las costas de Santo Tomé y Príncipe, un pequeño estado insular frente a la costa occidental de África ecuatorial. El archipiélago está constituido por dos islas principales, que dan nombre al país, y siete islas más pequeñas.

Se trataba de un contrato de amplio alcance, pero con presupuesto limitado, en una ubicación donde los recursos eran escasos y los altos costes de movilización de equipamiento desde otros países no eran asumibles. Esa situación obligó al equipo de especialistas seleccionados a optimizar los trabajos y los recursos de forma que estos proyectos, con un alto nivel de compromiso social, se pudieran llevar a cabo con la calidad necesaria dentro del presupuesto disponible, sin ocasionar pérdidas económicas a la empresa. Los especialistas aprovecharon los viajes de toma de contacto y colección de datos a Santo Tomé y Príncipe para adelantar los trabajos de diseño y al mismo tiempo participaron activamente en los trabajos de campo y movilizaron los recursos disponibles de cliente, reduciendo así los gastos relacionados.

Figura 1 Ubicación de Santo Tomé y Príncipe (fuente: https://commons.wikimedia.org)

2 Antecedentes El sector de transportes de Santo Tomé y Príncipe carece actualmente de una componente marítima de cabotaje que existía antes de la independencia del país. La misma ha ido desapareciendo debido al deterioro de la escasa red nacional de carreteras (Figura 2) que, en este momento, soporta prácticamente todo el transporte local en la Isla de Santo Tomé.

Figura 5 Foto histórica de la carga de sacas de cacao en el velero de cabotaje en el muelle en Diogo Vaz

Figura 2 Estado de la carretera principal que conecta la Capital de Santo Tomé con otros aglomerados en la isla

Después de proclamarse la independencia de Portugal en 1974, la gestión organizada de las plantaciones fue abandonada. Los embarcaderos y muelles, edificios y otras infraestructuras de estos pequeños puertos se encuentran hoy día gravemente deteriorados (Figura 6).

Por otro lado, la comunicación con la Isla de Príncipe se hace casi exclusivamente por mar, aunque también cuenta con un limitado transporte aéreo de pasajeros (Figura 3). Además, la dimensión de los barcos está condicionada por el reducido calado del único muelle existente en la isla, debido al aporte masivo de sedimentos del rio Papagayo (Figura 4).

Figura 3 Transporte aéreo a la isla de Príncipe

Figura 4 Ubicación del muelle actual en la Bahía de Santo Antonio (desembocadura del rio Papagayo) en Príncipe

A principios del siglo XX, Santo Tome y Príncipe tenía, como colonia portuguesa, un sistema bien establecido de cabotaje que consistía en más de una veintena de pequeños puertos naturales con embarcaderos y muelles para carga de productos agrícolas de exportación. En los años posteriores a la Primera Guerra Mundial, este pequeño país se convirtió en el principal productor de cacao mundial. En la Figura 5 se presenta una foto histórica de uno de los muelles.

Figura 6 Estado actual de varios muelles en Santo Tomé

El objetivo principal del contrato, que ha tenido tres fases, fue la realización de los estudios y proyectos de reconstrucción de varios puertos para posibilitar la implementación de un nuevo sistema de cabotaje (transporte marítimo nacional).

Se trata de puertos multipropósito que tendrán diferentes usos en las distintas localizaciones. Estarán principalmente dedicados al transporte de cacao, copra, café y cereales, y darán apoyo al sector pesquero artesanal, al suministro de mercancías a las poblaciones de la región, así como al transporte de pasajeros.

3 Resumen de los trabajos A continuación se describen e ilustran las soluciones concretas empleadas por los especialistas. En la primera fase del contrato se seleccionaron las mejores localizaciones entre más de 20 muelles existentes (Figura 7).

Paralelamente a las visitas a las distintas localizaciones, se establecieron contactos con varias instituciones con el objetivo de recoger la información necesaria para los estudios. Se recopilaron los datos cartográficos, de planificación territorial, de climatología, así como la información ambiental y estadística, y la de los proyectos ya realizados. Finalmente, se realizaron los trabajos de campo que incluían las campañas de topografía y batimetría, inspecciones estructurales, reconocimientos geotécnicos, entrevistas con la población local, etc., los cuales se describen con mayor detalle en el siguiente capítulo. De todas las localizaciones estudiadas, se seleccionaron las seis que por su ubicación y necesidades locales, destacaban como las mas idóneas (Figura 9).

Figura 7 Ubicaciones analizadas en la isla de Santo Tomé

Todas estas ubicaciones fueron visitadas y detalladamente inspeccionadas. Los especialistas aprovecharon las visitas para reunirse con los habitantes y las autoridades locales, con el objetivo de averiguar en profundidad las necesidades y las capacidades de cada sitio. La figura 8 ilustra una de las visitas.

Figura 8 Visita a uno de los muelles (Praia Monte Mario)

Figura 9 Localizaciones seleccionadas

En las fases consecutivas de la misión, se realizaron los estudios de alternativas, diseños preliminares y constructivos, y se prepararon los documentos para los concursos de construcción de las obras y adquisición de los equipamientos.

4 Trabajos de campo Las campañas de batimetría se realizaron en dos fases, recorriendo las islas con pequeñas embarcaciones equipadas con sondas manuales (Figuras 10 y 11), asegurando su correcta calibración y la corrección de los registros, y descontando los niveles de marea.

En la fase previa, se realizaron los levantamientos batimétricos con menos definición, con el objetivo de averiguar las localizaciones que presentaban los calados requeridos por los proyectos.

Las inspecciones estructurales de las obras existentes las realizaron los buzos profesionales (Figura 13), y contaron con la participación, en varias localizaciones, de los especialistas de TYPSA (Figura 14). Se utilizó la toma de imágenes (fotografía y vídeo) para analizar el estado de las estructuras.

Figura 10 La embarcación usada en las campañas batimétricas en la isla de Santo Tomé

Figura 11 La embarcación militar utilizada campañas batimétricas en la isla de Príncipe

en

las

Figura 13 Entrada en agua de los buzos

Después de seleccionar los muelles a rehabilitar, se realizó una segunda campaña con más detalle y en un área más amplia. Los datos obtenidos en esta campaña permitieron realizar posteriormente el diseño de las obras marítimas. Los datos de mareas se consiguieron de las tablas de IHM (Instituto Hidrográfico Portugués) y se interpolaron analíticamente. Los niveles previstos de marea se confirmaron empleando los equipos topográficos en las localizaciones georeferenciadas. Los registros de sondas utilizadas en todas las áreas de medición fueron confirmados utilizando los simples escandallos (Figura 12).

Figura 14 Inspección subacuática de un muelle existente

El alto coste de movilización de los equipamientos necesarios para caracterizar completamente las condiciones geotécnicas era incompatible con el presupuesto disponible. Más concretamente, ese coste aislado superaba el presupuesto total del contrato. Teniendo eso en cuenta, se contrataron los servicios del Laboratorio Nacional de Ingeniería Civil de Santo Tomé y Príncipe para realizar sencillos ensayos in-situ con el penetrómetro dinámico ligero en las ubicaciones seleccionadas (Figura 15). Estos ensayos proporcionaron una información principalmente cualitativa sobre los tipos de suelo y en algunas ubicaciones se pudieron detectar los niveles de roca.

Figura 12 Confirmación de calados en uno de los muelles

Una vez realizada la caracterización en aguas profundas, se utilizaron modelos numéricos de propagación para determinar la acción de oleaje en cada punto de estudio. Se caracterizaron también las mareas, set-up y corrientes, teniendo en cuenta los efectos previstos de cambio climático. En las figuras 17 y 18 se presentan los resultados de la propagación con la malla general de 300 m de resolución para las dos islas.

Figura 15 El ensayo de penetración en la playa

Sin embargo, los resultados de estas campañas no fueron suficientes para garantizar los parámetros geotécnicos de diseño. Por esa razón, y con el objetivo de confirmar las consideraciones de proyecto, se ha propuesto realizar las campañas geotécnicas detalladas en la fase de construcción, en la que obligatoriamente se dispondrá de un presupuesto mucho mayor. Paralelamente a las campañas mencionadas, se realizaron los levantamientos topográficos en todas las ubicaciones elegidas (Figura 16).

Figura 17 Alturas de olas tipo Swell para Santo Tome

Figura 16 Levantamiento topográfico en la playa de Santa Catarina

5 Modelización Entre los trabajos de gabinete destacan los de modelización numérica de oleaje. Los datos climáticos utilizados fueron obtenidos de las series temporales GOW (Reguero et al. 2012), datos calibrados del reanálisis para el periodo 1948-2010, y de los registros de viento del Instituto de Meteorología Nacional de Santo Tomé y Príncipe (INM). Para caracterizar los temporales locales se contó con esos registros y también se consultó a la población local, en particular a las personas relacionadas con el mar. El oleaje tipo Sea se simuló utilizando el método de Coastal Engineering Manual (Resio, 2002).

Figura 18 Alturas de olas tipo Swell para Príncipe

La figura 19 muestra la validación cualitativa de los resultados numéricos obtenidos en la malla de detalle de 5 m de resolución, superponiéndola sobre una fotografía aérea.

Figura 21 Vista del modelo 3D del puerto en Ponta Mina

Figura 19 Superposición de una foto aérea (Google Earth) con el gráfico de la altura de ola para Agua Izé.

6 Fase final del contrato En la fase final del contrato se realizaron los diseños constructivos para los seis puertos. Los muelles en los puertos naturales de la isla de Santo Tomé y el dique del puerto en Ponta Mina en la isla de Príncipe (Figura 20) se diseñaron para resistir la acción de oleaje del régimen extremal obtenido de los modelos y para proporcionar las condiciones de operatividad suficientes en las situaciones de régimen medio.

7 Conclusiones La construcción de los puertos diseñados bajo este contrato es el primer paso en la implementación del nuevo sistema de cabotaje, que inducirá las mejoras en la calidad de vida de las poblaciones locales. La implementación de este sistema producirá mejoras a corto plazo que se reflejarán en las condiciones de vida de las poblaciones. Se espera que el sistema proporcione el mejor mantenimiento de la red vial, reduzca la presión en la migración a la capital y dinamice el sector de la pesca. Desafortunadamente, debido al recorte en el presupuesto destinado a la ayuda internacional, estos proyectos, que son fundamentales para el futuro del país, siguen esperando una posible financiación.

8 Agradecimientos Este trabajo fue realizado bajo el Contrato Marco de la Comisión Europea, EuropeAid, 2011/276315-V.1 (Ref. EuropeAid/127054/C/SER/multi).

Figura 20 Sección tipo del dique del puerto en Ponta Mina en la isla de Príncipe

Además de la reconstrucción de los muelles, en el diseño de todos los puertos se tuvieron en cuenta las carreteras de acceso, zonas valladas, edificios administrativos, almacenes, generadores de electricidad, instalaciones para la industria de pesca artesanal (plantas de hielo y neveras), pequeñas estaciones de combustible, grúas móviles, carretillas, etc. En la figura 21 se muestra una vista en perspectiva del puerto en Ponta Mina. El contrato finalizó con una presentación pública de los proyectos delante de los representantes de los ministerios, alcaldes de las comarcas donde se van a construir los puertos, representantes de las entidades implicadas y contó además con la presencia de los medios (TV nacional).

Los autores agradecen por su colaboración incondicional a: Ing. Marcelino Narciso (Coordinador Ministerio de Obras Públicas de Santo Tomé y Príncipe), Ing. Vicente Lima e Ing. Adérito Santana (Instituto Nacional de Meteorología de Santo Tomé y Príncipe) y a Ing. João Santos (Tropic Venture).

9

Referencias

Reguero, B.G., Menendez, M., Mendez, F.J., Mínguez, R., Losada, I.J. (2012) Global and Regional Ocean Wave (GOW) Calibrated Reanalysis from 1948 onwards, IH Cantabria (Spain) Resio, M., Bratos, S., Thompson E.F. (2002) Meteorology and wave climate, Coastal Engineering Manual, Part II-2, Engineer Manual 1110-2-1100, U.S. Army Corps of Engineers, Washington, DC.