Estabilidad y rebase de diques en talud con baja cota de coronación y rotura por fondo. Aplicación a la ampliación del puerto pesquero de Blanes, Gerona

Abstract

[EN] Firstly, this MSc Thesis presents an introduction about the design of mound breakwaters and analyses the evolution of their main solicitation, waves, from their generation zona until their breakage. In addition, it also exposes a brief review about the design of mound breakwaters under depth limited wave conditions. In this last review, it is shown the lack of design formulas for the mentioned conditions. In the following chapter, the state of the art about concrete units used for the armor layer of mound breakwaters and their classification is presented. Finally, a new element is introduced, called Cubipod, which was invested by Josep Ramon Medina Folgado and María Esther Gómez Martín, in the Universitat Politécnica de València. On the other hand, it is exposed a general review about stability of mound breakwaters and low crested breakwaters. It is also done a review of the state of the art about run up and overtopping, focusing on low crested structures and on the parameters which describe the instantaneous overtopping (water depth on the breakwater crest and its velocity). In addition, the relationship between the overtopping and its parameters and the crest level of a mound breakwater will be described. Next, 2D physical model tests carried out in the wind and wave test facility of the LPC-UPV will be described. In this description, not only the equipment will be shown, but also the experimental methodology will be exposed. To end up with this chapter, the data treatment will be explained, paying special attention to the program developed so as to utilize the crest water depth registers. After processing the experimental data, the results of crest water depth will be analyzed and compared with the results obtained by applying the existing methodologies for their estimation. Since a remarkable discrepancy is observed between the estimations and the experimental data, a new methodology is proposed. The last chapter is a practical application of the theoretical work developed all along this thesis. In the mentioned chapter, the existing problems in Blanes Port (Girona) and the chosen solution in the Construction Project (based on the design of a new breakwater with a mixed typology) are described. Finally, a new solution is presented which consists on a mound breakwater with an armor layer composed by a single layer of Cubipods. To end up, the developed thesis is summarized and its main conclusions and future investigation proposals are presented.

[CA] Al present Treball Final de Máster, es realitza, en primer lloc, una introducció al disseny de dics en tal·lus i s'analitza l'evolució de la seua sol·licitació fonamental, l'onatge, des de que abandona la zona de generació fins a la seu trencament. També es recull una breu introducció històrica al disseny de dics en tal·lus amb onatge limitat pel fons. Amb aquest últim, es mostra la falta de formulacions per a aquestes condicions. Al següent capítol, es fa una revisió històrica de l'estat de la tècnica en elements prefabricats de formigó en massa per al mantell de dics en talús, a més de presentar les classificacions existents per a aquestes peces. Per un altra banda, es presenta un element creat recentment denominat Cubípode, inventat por Josep Ramon Medina Folgado y María Esther Gómez Martín, a la Universitat Politècnica de València. A continuació, es realitza una revisió general de "l'estat de l'art" en quant a estabilitat general i, concretament, a estabilitat hidràulica de dics en talús amb baixes cotes de coronació. També es mostra una revisió de l'estat de la tècnica en teoria de remunt i ultrapassament, centrant-se posteriorment en dics amb baixa cota de coronació i en les variables que descriuen els ultrapassaments instantanis (gruix de la làmina d'aigua a coronació y velocitat del flux). A més, es descriurà la relació entre els ultrapassament i les seues característiques amb la determinació de la cota de coronació de un dic en talús. Per altra banda, es descriuen els assajos físics a escala reduïda, portats a terme al canal 2D d'onatge i vent al Laboratori de Ports i Costes. En aquesta descripció, es mostren tant els equipaments del laboratori com la metodologia experimental emprada als mencionats assajos. Per terminar amb aquest capítol, s'exposarà el tractament de les dades obtingudes en cada un dels assajos, prestant especial atenció a la programació dels filtres necessaris per a la utilització dels registres del gruix de la làmina d'aigua a coronació. Després de tractament de les dades experimentals, s'analitzaran els resultats obtinguts de gruix de làmina d'aigua a coronació, comparant aquests resultats amb aquells donats per les metodologies existents. A causa de la discrepància entre aquests, es proposa una nova metodologia que proporcioni un ajust adequat amb les dades registrades a laboratori. L'últim capítol es una aplicació pràctica del treball teòric realitzat. Al mateix, es descriu la problemàtica existent al Port pesquer de Blanes (Girona) i la solució adoptada per a la seua ampliació al Projecte Constructiu original, basada en el disseny de un nou dic de tipologia mixta. Finalment, es planteja una solució alternativa de dic en talús amb mantell monocapa de Cubípodes, mantenint la planta del projecte mencionat. Per terminar, es fa un resum del treball realitzar i s'exposen les principals conclusions, plantejant futures línies d'investigació.

[ES] En el presente Trabajo Final de Máster, se realiza, en primer lugar, una introducción al diseño de diques en talud y se analiza la evolución de su solicitación principal, el oleaje, desde que abandona la zona de generación hasta su rotura. Asimismo, también recoge una breve revisión histórica del diseño de diques en talud con oleaje limitado por fondo. Con esto último, queda patente la falta de formulaciones existentes en estas condiciones. En el siguiente capítulo, se hace una revisión del estado de la técnica en elementos prefabricados de hormigón en masa para mantos de diques en talud, además de presentar las clasificaciones existentes para estas piezas. Por otra parte, se presenta un elemento de reciente creación llamado el Cubípodo, inventado por Josep Ramón Medina Folgado y María Esther Gómez Martín, en la Universitat Politècnica de València. Por otra parte, se realiza una revisión general del "estado del arte" en cuanto a estabilidad general y, concretamente, de la estabilidad hidráulica de diques en talud con bajas cotas de coronación. También se hace una revisión del estado de la técnica en teoría de remonte y rebase, centrándose posteriormente en el remonte en diques con baja cota de coronación y en las variables que describen el rebase instantáneo (espesor de la lámina de agua en coronación y velocidad del flujo). También se describirá la relación entre el rebase y sus características y la determinación de la cota de coronación de diques en talud. A continuación, se describen los ensayos físicos a escala reducida llevados a cabo en el canal 2D de oleaje y viento del Laboratorio de Puertos y Costas. En esta descripción, se mostrarán tanto los equipamientos de dicho laboratorio, como la metodología experimental seguida en los ensayos. Para terminar con este capítulo, se expondrá el tratamiento de los datos obtenidos en cada uno de los ensayos, prestando especial atención a la programación de los filtros necesarios para la obtención de los espesores de la lámina de agua en coronación. Tras procesar los datos experimentales, se analizan los resultados obtenidos de los espesores de la lámina de agua en coronación, comparando dichos resultados con aquellos ofrecidos por las metodologías existentes. A la vista de la discrepancia entre ambos, se propone una nueva metodología que proporcione un adecuado ajuste a los datos registrados en laboratorio. El último capítulo es una aplicación práctica del trabajo teórico realizado. En el mismo, se describe la problemática existente en el Puerto pesquero de Blanes (Girona) y la solución adoptada para su ampliación en el Proyecto Constructivo original, basada en el diseño de un nuevo dique de abrigo de tipología mixta. Finalmente, se plantea una solución alternativa de dique en talud con manto monocapa de Cubípodos, manteniendo la planta del mencionado proyecto. Para terminar, se resume el trabajo realizado y se exponen sus principales conclusiones, planteando futuras líneas de investigación.