Este documento describe el diseño hidráulico del dique del puerto de Gran Escala de San Antonio en Chile. Se presentan las características de la zona, el proceso de diseño que incluyó modelos físicos 2D y 3D, y las conclusiones. El diseño final se optimizó mediante ensayos que condujeron a ajustes como aumentar los pesos de los materiales en algunas secciones.

1. Diseño hidráulico del dique del PGE de San Antonio (Chile)
Torremolinos, 9 de mayo de 2019
Laia Ortego Valencia
Pedro S. Vila Aguiló
Thomas Conduché
Jose Luis Monsó de Prat
Javier Escartín García
Antonio Tomás Sampedro
Jentsje Van der Meer

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ÍNDICE
1) Introducción
2) Características de la zona
3) Proceso de diseño
4) Conclusiones

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1) INTRODUCCIÓN

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 Ubicación
SAN ANTONIO
SANTIAGO

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N
 Situación actual

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N
 Situación actual
PGE

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 Proyecto del PGE
1.400 m
2.500 m
6M TEUs

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 Alcance de la Ingeniería de Detalle
Dragados
Rellenos
Enrocados de cierre
Dique de abrigo

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2) CARACTERÍSTICAS DE LA ZONA

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 Batimetría

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 Batimetría

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 Geotecnia y sismicidad
Arena
limosa
Arcillas
Roca
granítica
Licuefacción
Zona sísmicaZona sísmica
Potencial riesgo de
licuefacción
Necesidad
tratamiento terreno

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 Clima Marítimo (aguas profundas)
sw
wsw

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 Clima Marítimo (zona estudio)
W
WNW

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 Clima Marítimo (zona estudio)
Tronco

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 Clima Marítimo (zona estudio)

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 Desembocadura río Maipo

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3) PROCESO DE DISEÑO

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 Proceso diseño hidráulico
Diseño preliminar (nivel 0 y nivel I)
Ensayos modelo físico 2D
Calibración formulaciones
Verificación mediante nivel III
Ensayos modelo físico 3D

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 Tramos del dique
Arranque Tramo 1
Arranque Tramo 2
Arranque Tramo 3
Arranque Tramo 4
Arranque Tramo 5
Tronco Tramo 1 Tronco Tramo 2
Tronco Tramo 3
Tronco Tramo 4
MorroCodo Tramo 1
Codo Tramo 2

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 Criterios de diseño
V = 50 años
Pf = 10%

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 Diseño preliminar (Nivel 0 y Nivel I)
Método determinista de Nivel I (coeficientes
parciales)
tiene en cuenta las incertidumbres relacionadas con:
o el régimen extremal
o la naturaleza del dato climático
o la propia incertidumbre de la formulación
Comparación
resultados con
método de Nivel 0
(coeficiente de
seguridad global)

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 Diseño preliminar: manto principal
Escollera 3-6t
Escollera 6-8t
Cubos 10t
Cubos 50t
Cubos 40t
Cubos
40t Cubos
60t

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 Diseño preliminar: sección tipo arranque

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 Diseño preliminar: sección tipo tronco
SECCIÓN TIPO TRONCO TRAMO 3

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 Ensayos modelo físico 2D

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 Ensayos modelo físico 2D
o Secciones CC’ y DD’:
 Aumento profundidad pie exterior (-14,5 m)
 Aumento peso parte superior banqueta (1-3 t)
o Sección DD’:
 Aumento profundidad pie interior (-2,8 m)
 Muro parapeto “de soporte”
o En todas secciones: aumento cc espaldón
Ajustes en el diseño del dique

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 Ensayos modelo físico 2D
o Secciones CC’ y DD’:
 Aumento profundidad pie exterior (-14,5 m)
 Aumento peso parte superior banqueta (1-3 t)
o Sección DD’:
 Aumento profundidad pie interior (-2,8 m)
 Muro parapeto “de soporte”
o En todas secciones: aumento cc espaldón
Ajustes en el diseño del dique

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• Estabilidad del pie (Van Gent & Van der Werf 2014)
• Caudal y volumen máximo de rebase (EurOtop II 2016)
• Presiones sobre el espaldón (Martín et al. 1999)
 Calibración formulaciones analíticas

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Ajustes diseño
después ensayos
2D
Fórmulas
calibradas Nivel III
 Verificación mediante Nivel III
• Caracterización del clima marítimo incidente
• Simulaciones aleatorias de Monte Carlo
• N=10.000 ciclos
• Nº veces que se supera el umbral de avería de cada modo de fallo
• Nº total de fallos de cada sección y se determina Pftotal
• Pftotal < admisible ?

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 Verificación mediante Nivel III
Los resultados del Nivel III han permitido:
• Determinar las cotas de coronación del espaldón
• Obtener una valoración de la robustez del diseño
• Valoración precisa del margen de seguridad del diseño, que ha
servido para el análisis de OPEX y mantenimiento

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• Incremento ancho núcleo (26 m a la +6,5 m)
• Ajuste taludes núcleo en fase constructiva
• Incremento espesor berma talud interior
• Cambio tipología mejora terreno en arranque
 Condicionantes constructivos

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 Ensayos modelo físico 3D

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 Ensayos modelo físico 3D
• Morro: aumento peso cubos (80t)
• Transición morro y trasdós tronco (40t)
• Tronco tramo 2:
o Aumento peso manto (60 t)
o Aumento peso pie (6-8 t)
o Aumento peso berma (3-6 t)
• Transición codo y arranque (40 t)
Ajustes en el diseño del dique

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 Ensayos modelo físico 3D
• Morro: aumento peso cubos (80t)
• Transición morro y trasdós tronco (40t)
• Tronco tramo 2:
o Aumento peso manto (60 t)
o Aumento peso pie (6-8 t)
o Aumento peso berma (3-6 t)
• Transición codo y arranque (40 t)
Ajustes en el diseño del dique

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 Ensayos modelo físico 3D
• Morro: aumento peso cubos (80t)
• Transición morro y trasdós tronco (40t)
• Tronco tramo 2:
o Aumento peso manto (60 t)
o Aumento peso pie (6-8 t)
o Aumento peso berma (3-6 t)
• Transición codo y arranque (40 t)
Ajustes en el diseño del dique

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 Ensayos modelo físico 3D
• Morro: aumento peso cubos (80t)
• Transición morro y trasdós tronco (40t)
• Tronco tramo 2:
o Aumento peso manto (60 t)
o Aumento peso pie (6-8 t)
o Aumento peso berma (3-6 t)
• Transición codo y arranque (40 t)
Ajustes en el diseño del dique

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4) CONCLUSIONES

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 Principales ajustes respecto al diseño preliminar
Cubos
80t
Tronco: aumento cc
espaldón (+17 m)
Tronco: aumento
profundidad pie (-14,5 m)
Muro
espaldón
Aumento peso
banqueta (3-6T)
Aumento
peso pie
(6-8 T)
Transición
Cubos 40 t
Transición
Cubos 40 t
Cubos
60t

40. GRACIAS
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laia.ortego@sener.es
Laia Ortego Valencia