CRITERIOS CONSTRUCTIVOS QUE DEBEN SER CONSIDERADOS EN LOS PROYECTOS DE INFRAESTRUCTURAS MARÍTIMAS Ana Dizy Menéndez PORTIA INGENIERÍA S.L., Portugal 3, Ptal. 3. 28224 Pozuelo de Alarcón (Madrid). [email protected]

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INTRODUCCIÓN

Hace años los proyectos de infraestructuras marítimas dedicaban gran atención a los procedimientos constructivos, llegando incluso a diseñar la maquinaria para la realización de las obras. Como ejemplo, se acompañan los esquemas que el Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos D. José Lequerica incluyó en su “PROYECTO DE CANALIZACIÓN DE LA RÍA DE VILLAVICIOSA Y DE PUERTO EN LA ENSENADA DE TAZONES”, de fecha 30 de Agosto de 1890.

Excavación debajo del agua con draga y transportador

Excavación en seco con grúa Priestman

Excavación debajo del agua con draga y vertedero

Excavación en seco con excavadora En los últimos años, el desarrollo de la ingeniería marítima y portuaria con la aparición de innumerables procedimientos, tanto constructivos como de cálculo, así como la proliferación de normativas técnicas, medioambientales, de seguridad, etc. ha llevado a que los ingenieros proyectistas se hayan especializado y que, en ocasiones, los proyectos carezcan de una visión global y no consideren los condicionantes constructivos de forma adecuada. Los ingenieros españoles estamos proyectando y construyendo infraestructuras marítimas en países de los cinco continentes, donde los condicionantes constructivos son muy variados y deben ser tenidos en consideración al redactar el Proyecto. En ocasiones, se produce un divorcio entre los proyectistas y los constructores, olvidándose los primeros de considerar los procedimientos constructivos y los segundos sintiéndose incapaces de seguir alguno de los anejos, con gran complejidad técnica, que se recogen en los proyectos.

El encauzamiento de la Ría de Villaviciosa en la actualidad En esta ponencia exponemos las consideraciones constructivas que es conveniente que contemplen los proyectos de infraestructuras marítimas. En concreto, la construcción de las obras marítimas está condicionada, entre otros, por las cuestiones siguientes: • Personal disponible. • Meteorología. • Clima marítimo. • Materiales. • Maquinaria. • Ubicación. Accesos. Superficies. • Normativa vigente. • Estabilidad estructural en fases constructivas. 2.-

DISPONIBILIDAD DE PERSONAL

En determinados lugares del Mundo, hay limitaciones o imposibilidad para disponer de personal con determinadas cualificaciones. En estos casos en el Proyecto se preverá esta circunstancia diseñando elementos prefabricados, suprimiendo aquellas partes que requieran capacitaciones técnicas no disponibles o altas cualificaciones del personal. 3.-

CLIMATOLOGÍA

El Proyecto debe tener en consideración las condiciones meteorológicas del lugar y de la época en la que se realizarán los trabajos. En concreto son aspectos a considerar: • La pluviometría. • Las temperaturas máximas y mínimas. • La velocidad del viento. Unas condiciones climatológicas extremas, altas o bajas temperaturas, o lluvias muy frecuentes e intensas pueden aconsejar sustituir hormigones “in situ” por prefabricados de hormigón, prescribir materiales adecuados para rellenos, etc. 4.-

CLIMA MARÍTIMO

El Proyecto debe tener en consideración el clima marítimo del lugar en la época que se realizarán los trabajos, en concreto: • Las mareas. • El oleaje. En España, Puertos del Estado facilita datos estadísticos de oleaje, medidos en sus boyas en períodos plurianuales para distintas épocas del año. Igualmente, se dispone de información sobre el recorrido de la marea. En aquellos países donde no se disponga de esta información será necesario realizar un estudio que permita hacer una previsión de las excedencias de la altura de ola y tenerlas en consideración al proyectar aspectos tales como:

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Establecimiento de morros de invernada en diques en talud. Cotas de coronación de los rellenos, afectados por el oleaje y la marea, en las distintas fases de la obra. Fondeos intermedios y definitivos de cajones flotantes de hormigón. Tamaño de las piezas de los distintos mantos de escollera que van a estar sometidos al oleaje durante la construcción. MATERIALES

Las Obras Marítimas demandan frecuentemente materiales en grandes cantidades que pueden exceder las capacidades de suministro de materiales del entorno. Es el caso de los materiales que se enumeran a continuación. 5.1.-

RELLENOS

En ocasiones, las Obras Marítimas necesitan grandes cantidades de material de préstamos terrestres o yacimientos marinos para rellenos de explanadas, cantidades que llegan a decenas de millones de metros cúbicos. Estos rellenos pueden proceder de: • Yacimientos marinos, cuya explotación requiere la autorización del organismo competente. El Proyecto debe incluir un estudio de idoneidad del material para el uso previsto y de las posibles afecciones.

Relleno hidráulico •

Préstamos terrestres, capaces de suministrar el material en la cantidad y con las características requeridas. El material tiene que ser transportado al lugar de utilización, a veces a través de zonas urbanas. • Excavaciones de obras urbanas u obras civiles próximas. • Otras procedencias, como materiales de reciclado de estructuras de hormigón, material de limpieza de aterramientos en los embalses, estériles de cantera… El Proyecto debe estudiar la procedencia de estos materiales y determinar los parámetros de los mismos que se utilizarán en los cálculos, de tal forma que las características exigidas a los materiales para rellenos en el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares del Proyecto sean las correspondientes al material elegido. 5.2.-

MATERIALES PÉTREOS

En el Proyecto estarán localizadas las canteras de las que se extraerán los materiales pétreos necesarios (todo-uno de cantera, escolleras, gravas para enrase y áridos para hormigones), así como su cualificación y cuantificación. Igual procedimiento se seguirá en el caso de excavaciones de la propia obra. El conocimiento de la procedencia de los materiales permitirá determinar los parámetros de caracterización de los mismos que se utilizarán en los cálculos. Existen obras portuarias con volúmenes importantes de materiales, donde las propias excavaciones de la obra suministraron los materiales pétreos, como es el caso por ejemplo del Puerto Exterior de Ferrol y del Puerto Exterior en Punta Langosteira. Mientras que otras obras marítimas, cuyo Proyecto no contempló adecuadamente el suministro de materiales de cantera, provocaron modificaciones al Proyecto con importantes incrementos presupuestarios y de plazo.

Excavación Puerto Exterior de Ferrol que suministró materiales pétreos

Puerto Exterior en Punta Langosteira. Excavaciones, dique y rellenos El Proyecto contemplará el transporte de los materiales de cantera, comprobando que los viales existentes tienen capacidad para soportar el incremento de tráfico que se genera; en caso contrario, se deberán proyectar los viales adicionales que se requieran. Al mismo tiempo, se tendrá en consideración la necesidad de superficies para la instalación de plantas de machaqueo y clasificación de áridos.

Puerto Exterior en Punta Langosteira. Planta de machaqueo y clasificación de áridos 5.3.-

CEMENTOS

El Proyecto prescribirá cementos que puedan obtenerse razonablemente, lo que reviste especial importancia en algunos países con una limitada variedad de cementos y/o en lugares singulares como las islas.

Algunos cementos, en particular los que llevan adiciones de cenizas, tienen un peso específico menor que aquellos sin adiciones, circunstancia que el Proyecto tendrá en consideración al determinar la densidad de los hormigones, particularmente, en aquellos que sea determinante. 5.4.-

ACEROS

El Proyecto contemplará la posibilidad de suministro de los aceros de las características prescritas en las cantidades requeridas. En determinados países los diámetros y los espesores comerciales de los aceros no son los habituales en España. 5.5.-

OTROS MATERIALES

El Proyecto tendrá en consideración las posibles fuentes de suministro a fin de poder determinar las características, la disponibilidad y el precio de los materiales que se incluyan en el mismo, entre otros: • Defensas. • Bolardos. • Muelles y pantalanes flotantes. • Carriles. • Escalas. 6.-

MAQUINARIA

Determinados proyectos requieren para su construcción la utilización de máquinas con una disponibilidad limitada y un elevado coste. Emplear estas máquinas permite elaborar proyectos con costes y plazos reducidos; por el contrario, proyectar infraestructuras que para su construcción requieran la concurrencia de maquinaria no disponible puede acarrear importantes inconvenientes.

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Draga d’Artagnan

Grúa flotante

Dique Flotante Tarifa Primero

Grúa

UBICACIÓN. ACCESOS. SUPERFICIES

La ubicación de las obras que se proyectan puede ser determinante de los procesos constructivos a emplear y éstos, a su vez, pueden condicionar el Proyecto. Los condicionantes derivados de la ubicación son los siguientes:

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Condicionantes ambientales, llegando en ocasiones a prohibir la realización de trabajos en la zona para limitar afecciones a la población y/o al medioambiente o imposibilitando trabajar en determinados períodos temporales por condiciones climáticas. El Dique de Mónaco es un ejemplo de condicionamiento de un Proyecto como consecuencia de limitar las afecciones a la población.

Dique de Mónaco

Puerto auxiliar en Punta Langosteira

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Los accesos a la zona de obras pueden condicionar el tamaño de las piezas que se transportan y/o la frecuencia de los transportes, requiriendo que el Proyecto considere y diseñe nuevos accesos, limite el tamaño máximo de las piezas que se proyectan o se dilaten los plazos. • Condicionantes de ubicación, que determinan la elección más adecuada de tipologías estructurales y procedimientos constructivos adecuados, entre ellos se encuentran: 9 La existencia de muelles aptos para la carga de gánguiles, fabricación de cajones, embarque de personal, atraque provisional de dragas y otros artefactos flotantes… 9 La existencia de superficies para el acopio de materiales. 9 La existencia de superficies para el montaje de instalaciones, si son requeridas. Otras cuestiones que debe recoger el Proyecto es la necesidad de construir muelles auxiliares o la remodelación de muelles existentes, especialmente en los proyectos de puertos de nueva implantación y en los proyectos realizados en países que tengan escasas infraestructuras. 8.-

NORMATIVA VIGENTE

Las normativas de las distintas administraciones condicionan, en ocasiones, los procedimientos constructivos y consecuentemente las tipologías estructurales. Como ejemplo podemos citar la prohibición, en algunas áreas turísticas, de trabajar en el período estival, la limitación de horarios, las paradas en determinadas festividades… 9.-

ESTABILIDAD ESTRUCTURAL EN FASES CONSTRUCTIVAS

Las obras que se proyectan tienen que ser estructuralmente estables en todo momento. En las páginas 45 y 46 de la ROM 0.2-90 ACCIONES EN EL PROYECTO DE OBRAS MARÍTIMAS Y PORTUARIAS se refleja textualmente: 2.1 FASES DE PROYECTO 2.1.1 Se define como vida del proyecto de una estructura al periodo de tiempo que va desde el comienzo de su construcción hasta su inutilización, desmontaje o cambio de uso. 2.1.2 La vida del proyecto se divide en las siguientes fases… FASE DE CONSTRUCCIÓN (C) Esta fase comprende el periodo que va desde el comienzo de la construcción de una estructura hasta su entrada en servicio. Podrán diferenciarse las siguientes subfases… En tercer lugar aparece: C3. Instalación: Se incluye en esta subfase el proceso de instalación de la estructura en su ubicación final hasta su entrada en servicio (p.e. fondeo, anclaje, vertido,…)

2.1.3 Para el proyecto de estructuras incluidas en el ámbito de aplicación de estas Recomendaciones se tendrán en cuenta todas las fases, subfases e hipótesis de trabajo posibles siempre que afecten al dimensionamiento: procediéndose al análisis pormenorizado e individualizado de cada estructura en su totalidad, y de cada uno de sus elementos resistentes en cada una de esas fases. 2.1.4 El Proyectista deberá fijar la duración máxima de cada una de las fases de proyecto que afecten al dimensionamiento… Si durante la fase constructiva se modifican los plazos de ejecución o de los procesos constructivos previstos en el proyecto, deberán tenerse en cuenta los efectos de dichas modificaciones sobre las acciones de proyecto y por tanto sobre el dimensionamiento. La estabilidad en fase constructiva está condicionada por el procedimiento constructivo que se vaya a utilizar. A este respecto, hay que tener en cuenta que determinadas tipologías estructurales presentan una estabilidad más precaria durante las fases constructivas que en la fase de servicio; entre ellas destacamos: • Muelles de gravedad cuando se realizan precargas en las explanadas. • Cajones de hormigón en flotación, transporte y fondeos provisionales. • Diques en talud cuando no se ha completado el manto principal. • Emisarios submarinos durante el fondeo. • Muelles y pantalanes durante el montaje de la superestructura (grúas, instalaciones de descarga…). Es necesario, por tanto, que el Proyecto verifique la estabilidad de las estructuras en las distintas fases constructivas. En la fotografía siguiente se recoge el estado del Muelle del Prat, tras su colapso. El Proyecto de esta obra con relleno hidráulico en el trasdós de los cajones y precarga hubiera requerido un anejo constructivo que determinara las características de los materiales, calculara la estabilidad del muelle con la precarga y fijara los criterios de ejecución para evitar la segregación de los rellenos, cuestiones todas ellas que si no determinantes al menos fueron coadyuvantes.

Las obras del Muelle del Prat en Barcelona tras el colapso estructural Queremos resaltar que, en ocasiones, la cara interna de los diques en talud en fase constructiva está sometida a acciones, debidas al oleaje, mayores que en la fase final como consecuencia de no estar completadas las obras de abrigo. Esta circunstancia debe ser tenida en consideración en el Proyecto, diseñando los mantos de la cara interior del dique para las acciones en fase constructiva. Además, en obras de abrigo plurianuales puede ser necesario tener que construir y, en consecuencia, haber proyectado morros de invernada.

Daños cara interna del dique 10.-

Morro de invernada

ANEJO CONSTRUCTIVO

La inclusión en el Proyecto de las consideraciones constructivas expuestas anteriormente requiere elaborar un ANEJO CONSTRUCTIVO, el cual condicionará la redacción de los siguientes documentos: • Anejos de cálculo. • Programa de trabajo. • Justificación de precios. • Estudio de Seguridad y Salud.

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