Terminal de Hidrocarburos: Requisitos para Transferencia de Carga

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS MARÍTIMAS Y PORTUARIAS
Terminal Hidrocarburo
Requerimientos que se deben cumplir para realizar con optimización la
transferencia de carga
Presentado por:






Asesor(a): Ing. María Millán De Rodríguez
2015

Índice
iv
Universidad Tecnológica de Panamá
Facultad de Ingeniería Civil
Lic. En Operaciones Marítimas Portuarias
Terminal de Hidrocarburo
Requerimientos que se deben cumplir para realizar con optimización la
transferencia de carga
Presentado por:
García, Luis 8-883-24
González, Karyna 8-851-1367
Montero, Adriana 9-742-944
Muñoz, Adrián 8-871-550
Peralta, Ariagna 9-746-1436
Solís, Damián 2-733-1821
Profesora: Ing. María Millán De Rodríguez
Trabajo de Investigación presentado a la facultad de Ingeniería Civil como parte
de la asignatura Obras Civiles Portuarias
Panamá, República de Panamá
2015

Agradecimientos
i
AGRADECIMIENTO
Gracias a Dios....
....por la maravillosa familia que tenemos y por el amor recibido.
Gracias a la Ing. María Millán de Rodríguez por la asignación de este trabajo de
investigación que se ha convertido en un gran reto y trabajo en conjunto
encaminado a presentar una terminal de hidrocarburos que cumpla con los
parámetros establecidos en la asignación.
.

Dedicatoria
ii
DEDICATORIA
Con cariño cada uno de nuestros padres
....por la vida y por todas las enseñanzas. Gracias por el apoyo incondicional que
siempre nos han dado y sin el cual este trabajo no sería hoy posible. Gracias por
animarnos para continuar cuando los tiempos fueron difíciles.

Índice
iii
INDICE
AGRADECIMIENTO..........................................................................................................i
DEDICATORIA..................................................................................................................ii
INDICE...............................................................................................................................iii
INDICE DE FIGURAS ......................................................................................................v
INDICE DE TABLAS......................................................................................................vii
RESUMEN.......................................................................................................................viii
1. INTRODUCCION .......................................................................................................1
TEMA 1: OBRAS DE ATRAQUE ..................................................................................2
2. UBICACIÓN DEL MUELLE.....................................................................................2
2.1 tipo de estructura .................................................................................................3
3. MATERIALES A UTILIZAR .....................................................................................3
4. PAUTAS DE DIMENSIONAMIENTO DE UNA TERMINAL DE
HIDROCARBUROS..........................................................................................................5
5. ESTABILIDAD GENERAL.......................................................................................8
5.1 cálculos de estabilidad: ......................................................................................9
5.2 Característica de los barcos en relación con la planificación de los
puertos........................................................................................................................ 13
6. DISEÑO DE LA TERMINAL DE HIDROCARBUROS........................................ 15
6.1 FACTORES IMPORTANTES AL DISEÑAR AL PUERTO DE
HIDROCARBUROS ............................................................................................... 17
6.1.1 condiciones meteorológicas y oceanográficas......................... 17
6.1.2 maniobrilidad del buque ........................................................................... 17
6.1.3 movimientos verticales de petroleros................................................... 18
6.2 AREAS DE AGUA DE ACCESO AL PUERTO ............................................. 19
6.2.1 arreglo general del puerto ...................................................................... 19
6.2.2 bocana ........................................................................................................... 20
6.2.3 canal de acceso........................................................................................... 20
6.2.4 antepuerto y fondeadero .......................................................................... 24
6.3 AREAS DE TIERRA......................................................................................... 31
7. TIPOS DE DEFENSA DE MUELLE....................................................................... 35
8. VOLUMEN PREVISTO DEL TIPO DE CARGA .............................................. 37
8.1 ASPECTOS GENERALES................................................................................ 37
8.2 TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS ..................... 39
8.3 TAMAÑOS/CAPACIDAD DE VOLUMEN DE LOS TANQUES .................. 40

Índice
iv
8.4 ALMACENAMIENTO DE CARGA SEGÚN SU TIPO................................... 41
TEMA 2: OBRAS DE ABRIGO DE ESCOLLERA................................................... 43
1. CLASIFICACIÓN, CARACTERÍSTICAS Y DISIPACIÓN DE ENERGÍA ..... 43
2. ESCOLLERADOS.................................................................................................. 46
3. DIQUES DE GRAVEDAD, MIXTO. ..................................................................... 47
TEMA 3: DRAGADO..................................................................................................... 54
1. NECESIDAD DE EJECUTAR LOS TRABAJOS DE DRAGADO.................. 54
2. MANTENIMIENTO DE PUERTOS ...................................................................... 55
3. CANALES NAVEGABLES................................................................................... 55
4. EQUIPOS DE DRAGADO..................................................................................... 55
4.1 TIPOS DE DRAGAS ........................................................................................... 56
4.2 CONDICIONES DE USO DE ACUERDO AL EMPLAZAMIENTO Y AL
MATERIAL DE EXTRAER....................................................................................... 57
4.3 VENTAJAS COMPARATIVAS, PRODUCCIÓN............................................ 58
5. IMPACTO AMBIENTAL EN LAS OBRAS DE DRAGADO ............................ 59
5.1 POTENCIALES IMPACTOS AMBIENTALES ............................................... 59
5.2 PROCESO DE DRAGADO................................................................................ 60
5.3 DRAGADO DE MANTENIMIENTO.................................................................. 60
5.4 ELIMINACIÓN DEL MATERIAL DRAGADO ................................................. 61
TEMA 4: CANALES DE NAVEGACION ................................................................... 62
1. CANALES DE NAVEGACIÓN ............................................................................. 62
2. BALIZAMIENTO Y SEÑALIZACIÓN .................................................................. 65
Señales laterales ...................................................................................................... 66
Señales de peligro aislado..................................................................................... 69
Señales de nuevos peligros .................................................................................. 70
Señales de aguas seguras..................................................................................... 70
Señales especiales .................................................................................................. 71
3. DARSENAS DE OPERACIÓN ......................................................................... 72
4. ESCLUSAS.......................................................................................................... 73
CONCLUSIONES .......................................................................................................... 75
RECOMENDACIONES................................................................................................. 78
BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................. 80

Índice de figuras
v
INDICE DE FIGURAS
Tema 1: obras de atraque
2 – ubicación delmuelle
Figura 2.1: vista GPS donde se ubicara la terminal…………………….…………..2
Figura 2.2: ubicación especifica en el corregimiento de santa Isabel en colón....2
3 – materiales a utilizar
Figura 3.1: vista del pantalán………………………………………………………….3
4-pautas de dimensionamiento de una terminal de hidrocarburos
Figura 4.1: puesto de atraque. ……………………………………………………..…5
Figura 4.2: atracadero en “t” a base de duques de alba……………………………6
Figura 4.3: factores que rigen el dimensionamiento del frente de atraque…….6
Figura 4.4: flujograma de operaciones de una terminal de fluidos (recepción).7
Figura 4.5: flujograma de operaciones de una terminal de fluidos (envío)………7
Figura 4.6: puesto de atraque en mar abierto……………………………………….7
6 - diseño de la terminal de hidrocarburos
Figura 6.1: buque petrolero de 60000 TPM. ……………………………………….16
Figura 6.2: diseño de nuestra terminal de hidrocarburos……………………......16
Figura 6.3: condiciones meteorológicas y oceanográficas de las costas de colon….17
Figura 6.4: obras de protección……………………………………………………..19
Figura 6.5: señalamiento en tramos curvos………………………………………..22
Figura 6.6: factores que determinan la profundidad del canal………………….23
Figura 6.7: puesto de atraque para fluidos………………………………………....31
Figura 6.8: área t1 en puesto de atraque de fluido. ……………………………....31
Figura 6.9: instalación operacional de un P.A de aceites vegetales (fluidos)...34
7 – tipo de defensa de muelle
Figura 7.1: tipo de defensa a utilizar………………………………………………..37
8 – volumen previsto del tipo de carga
Figura 8.1: tanques verticales de techo flotante………………………….………39
# Pagina

Índice de figuras
vi
Tema 2: obras de abrigo de escollera
1 - clasificación,característicasy disipación de energía
Figura 1.1: vista de tetrápodos…………………………………………………..…..44
2 - escollerados
Figura 2.1: pontones colocando escolleras…………………………...………….46
3 – diques de gravedad,mixto
Figura 3.1: perspectiva de un dique de gravedad………………………….…….51
Figura 3.2: fuerzas que actúan en un dique de gravedad…………………...…..52
Figura 3.3: esquema de un dique mixto…………………………………………….53
Tema 3: Dragado
4 – equipos de dragado.
Figura 4.1: tipos de dragas…………………………………………………………..56
Figura 4.2: draga hidráulica, tipo succión en marcha………….………………..58
Tema 4: canales de navegación
1 – canales de navegación.
Figura 1.1: partes de un canal d navegación……………………………………..62
2 – balizamientoy señalización.
Figura 2.1: empleo de las marcas laterales en aguas del sistema B (américas)…….66
Figura 2.2: boyas del sistema A……………………………………………………..67
Figura 2.3: boyas del sistema B. ………………………………………..…………..68
Figura 2.4: boyas “canal preferido”. ……………………………………..…………68
Figura 2.5: señales de peligro aislado. ……………………………………………69
Figura 2.6: señales de aguas seguras. ………………………………….…………70
Figura 2.7: señales especiales. ……………………………………………………..71
Figura 2.8: señales cardinales. ……………………………………………………..71
# Pagina

Índice de tablas
vii
INDICE DE TABLAS
Tema 1: obras de atraque
5 - estabilidad general
Tabla 5.1: de este modo obtendremos los datos necesarios para lograr
estabilidad general en la construcción del muelle……………………………pag.13
6 - diseño de la terminal de hidrocarburos
Tabla 6.1: movimientos verticales de petroleros de 60.00TPM……..…...…pag.19
Tabla 6.2: cables de amarre necesarios por tipo de buque………………...pag.27
Tabla 6.3: movimientos máximos de un buque en amarras. …………….....pag.27
Tabla 6.4: según el grupo de fluido...………………………………...……......pag.30
8 – volumen previsto del tipo de carga
Tabla 8.1:parámetros representativos de los buques en función de su tipología y
capacidad de carga.....………………………………………………………......pag.38
Tabla 8.2: dimensiones y capacidades de volumen de tanques atmosféricos para
el almacenamiento de hidrocarburo. .....………………………….………......pag.40
# Pagina

Resumen
viii
RESUMEN
Este proyecto de nuestra terminal de hidrocarburos que se desarrollara
específicamente en la Punta Cocoye que ocupa 10 kilómetros. Ubicado en la
provincia de Colón, distrito de Santa Isabel, corregimiento de Santa Isabel.
El objetivo fundamental de una obra de atraque y amarre es proporcionar a los
buques unas condiciones adecuadas y seguras para su permanencia en puerto
y/o para que puedan desarrollarse las operaciones portuarias necesarias para
las actividades de carga, estiba, desestiba, descarga y transbordo de pasajeros,
vehículos y mercancías que permitan su transferencia entre buques o entre
éstos y tierra u otros medios de transporte.
Al igual que en una terminal de hidrocarburos que tiene como función básica la
operación de carga y descarga de hidrocarburos y sus derivados en buques de
tráfico nacional e internacional; la logística de almacenamiento y envío de crudo
hacia las refinerías, el abastecimiento interno tanto a embarcaciones como a
industrias, es de vital importancia para satisfacer la demanda de los clientes.
Este tipo de terminales cuentan con una infraestructura especializada haciendo
énfasis en el cuidado de las maniobras para evitar derrames o algún tipo de
contaminación Teniendo en cuenta que los derrames de hidrocarburos dejan
secuelas a largo plazo, causando gran impacto en el ambiente.

Resumen
ix
Para la realización de una terminal de hidrocarburos se debe tomar en cuenta el
lugar donde se va a ubicar, ya que estos deben estar alejados de zonas
pobladas. Su diseño se basa más que todo, tomando en cuenta un buque
proyecto en el caso para este proyecto se recibirán buques de hasta 60.000 m3
de capacidad, manga de 230 m, eslora de 36 m y puntal de 21 m.
En general podemos concluir que la realización de un proyecto de terminal de
hidrocarburos al igual que las demás terminales requiere un buen estudio del
lugar donde se va a ubica el proyecto, tomar en cuenta todas las medidas
necesarias para que el proyecto sea un buen trabajo de ingeniería. En estas
terminales de hidrocarburo se debe tomar más precaución y vigilancia desde su
construcción hasta llegar al momento de operaciones debido al producto que se
maneja aquí, porque derrames de hidrocarburos en el agua causan mucho daño
al medio ambiente que se pueden controlar, pero son irreversibles.

1
1. INTRODUCCION
“Mira a tu alrededor. Todo cambia. Todo en esta tierra está en un continuo estado de
evolución, refinación, mejorar, adaptar, mejorar”.
Steve Maraboli.
Las terminales de hidrocarburos juegan un papel esencial dentro de la logística
de la distribución de la producción de hidrocarburos.
En este proyecto de investigación trataremos puntos como la ubicación del
muelle, materiales utilizados, las pautas de dimensionamiento, estabilidad
general, diseño y pautas de cálculo. También trataremos sobre el tipo de
defensa utilizado, las características del barco en relación al puerto, volumen
previsto del tipo de carga y un ejemplo de utilización.
Tanto hoy en día como siglos atrás los hidrocarburos han juegan un papel
esencial en cada región del mundo. Las terminales de hidrocarburos, por ende
juegan un papel primordial en la logística de distribución del material. Estas son
las más complejas, por el gran peligro que podrían causar a los humanos,
naturaleza y animales. Por esto y más la ubicación y estructura de esta misma
no es algo sencillo.
En punta Coyote, distrito de Santa Isabel provincia de Colón, se desarrollara
nuestro proyecto de una terminal de hidrocarburos nuestro objetivo es tener lo
último en tecnología en toda su infraestructura de operaciones (las cuales
profundizaremos más adelante) estas son algunas: las actividades de carga,
estiba, desestiba, descarga y transbordo de pasajeros, vehículos y mercancías
que permitan su transferencia entre buques o entre éstos y tierra u otros medios
de transporte. También funciones básica como de operación de carga y
descarga de hidrocarburos y sus derivados en buques de tráfico nacional e
internacional; la logística de almacenamiento y envío de crudo hacia las
refinerías, el abastecimiento interno tanto a embarcaciones como a industrias, es
de vital importancia para satisfacer la demanda de los clientes.
Nuestra finalidad se basa en estos últimos temas que son de gran importancia
para nuestra terminal de hidrocarburos, ya que al momento del envió de crudo,
abastecimientos, refinerías etc., la contaminación termina siendo una parte
bastante delicada para nuestro avance.

2
TEMA 1: OBRAS DE ATRAQUE
2. UBICACIÓN DEL MUELLE
Las terminales de hidrocarburos son de las más complejas, por algunos motivos
como, el peligro a trabajadores, naturaleza y medio ambiente y hasta
comunidades. Esto hace que la ubicación y estructura de la misma sea bastante
complicada.
UBICACIÓN
El proyecto de nuestra terminal de hidrocarburos se desarrollara
específicamente en la PUNTA COCOYE que ocupa 10 KILOMETROS.
Provincia: Colón, Distrito: Santa Isabel Corregimiento: Santa Isabel
Latitud: 9.56667 Longitud: -79.1667
Colón solo tiene costas hacia el Norte, en el mar Caribe, muy escaparadas,
rocoso y con arrecifes
FIGURA2.2 -Ubicación
especifica en el
corregimiento de Santa
Isabel en Colón.
FIGURA 2.1- vista GPS donde se ubicara la terminal

3
2.1 tipo de estructura
El terminal es construido estilo “Pantalán”, trata de dos pasillos flotantes sujeto
por unos pilotes anclados al mar que sirve como muelle de amarre para las
embarcaciones.
El pantalán tiene que resistir a una fuerza horizontal provocada por las tiranteces
de los barcos amarrados a éste, y a otra fuerza vertical a consecuencia del paso
continuo de usuarios y mercancías. Su resistencia dependerá de variables como
la longitud, la anchura, el tipo de perfil y los elementos de flotación de cada
pantalán, pero se manejan unos marcadores para los límites de seguridad: de
600 a 750 Kg/ml en sentido horizontal, y de 150 a 400 Kg/m2 en sentido vertical.
El muelle de hidrocarburos presenta las siguientes estructuras:
 Tratamiento de aguas residuales.
 Almacenamiento diésel.
 Almacenaje y refinería de aceite
Cuenta también con una infraestructura auxiliar:
 Camino industrial privado.
 Ductos concentrado, combustible, agua de filtrado, cable de fibra óptica.
 Presas para manejo de aguas, tratamiento aguas servidas y agua potable.
 Instalaciones para monitoreo y manejo ambiental.
3. MATERIALES AUTILIZAR
FIGURA 3.1 - Vista del pantalán

4
El pantalán está formado por un chasis y por el pavimento. El chasis lo
constituyen diferentes perfiles en alineación de aluminio calidad marina de 6005
A soldados con argón, un gas noble totalmente inocuo al medio ambiente.
Tubos de acero al carbono soldados al arco eléctrico automático. Los materiales
podrán ser de hormigón o metálicos.
La instalación de pilotes se realiza mediante inyección los cual es la eliminación
de suelo o arena sumergida para permitir el emplazamiento. Los pilotes de
muelles deben ser tratados previamente para evitar la corrosión. También deben
ser lo suficientemente grandes para unir las vigas de apoyo pero lo
suficientemente largos para permitir que puedan soportar la carga de peso
anticipado. Necesitarás rentar una bomba con manguera para extraer agua de la
zona de instalación, y una manguera de descarga lo suficientemente larga como
para llegar al final del muelle terminado. Las secciones de pilotes que se van a
unir, deben afianzarse firmemente durante el proceso de soldadura, mediante
soportes rígidos aprobados por la inspección. El engranado o amarrado de los
elementos será tal que asegure que la separación entre estos se mantendrá
durante el proceso de soldadura.
En el caso que se deba efectuar alargues de pilotes ya hincados el empalme de
extensiones de pilotes seguirá el mismo alineamiento del pilote original.
No se aceptarán empalmes de menos de 3 m. El procedimiento a seguir será el
siguiente:
• Se cortará la cabeza del pilote hincado, a lo menos 25 cm bajo su cabeza.
• Se deberá respetar la longitud mínima de empalme especificada.
• Se biselarán adecuadamente ambos extremos a soldar.
• Se deberá colocar un anillo de respaldo en toda la circunferencia interior del
pilote, el cual tendrá un espesor mínimo de 4 mm y un ancho de 10 cm.
• Se deberá mantener estrictamente las condiciones para soldar indicadas en
esta especificación.

5
4. PAUTAS DE DIMENSIONAMIENTO DE UNA TERMINAL DE
HIDROCARBUROS
Se debe dimensionar las áreas de agua y las áreas terrestres para el manejo de
la carga de fluidos, en este caso hidrocarburos. Para esto se debe se debe
seleccionar un buque diseño.
Una disposición de estas áreas, siguiendo el criterio de dejar más alejadas del
acceso al puerto, las instalaciones que para su operación requieran de mayor
calma, como de menor profundidad, conduce a un arreglo general preliminar.
FIGURA 4.1 - Puesto de atraque

6
FIGURA 4.2 - Atracadero en “T” a base de Duques de Alba.
FIGURA 4.3 - Factores que rigen el Dimensionamiento del Frente de
Atraque

7
FIGURA 4.4 - Flujograma de operaciones de una terminal de fluidos (recepción).
FIGURA 4.5 - Flujograma de operaciones de una terminal de fluidos (envío).
FIGURA 4.6 - Puesto de Atraque en Mar Abierto.

8
5. ESTABILIDAD GENERAL
Estabilidad general busca evitar fallas por consecuencia de mal estudio, cálculos
y realización en la construcción del muelle así como funcionamiento inadecuado
en el mismo.
Se realiza un cálculo en el que, del lado de la seguridad, se desprecia el
peso tanto del muro como del relleno sobre su zapata, ya que no se conocen
sus dimensiones. Así, para obtener la fuerza horizontal que ha
de ser soportada por los pilotes, se plantea un equilibrio de momentos en la
base del muro:
 Fuerzas desestabilizadoras: empuje del terreno sobre el muro y
empuje de 2 metros de agua (altura de agua descompensada en
intradós y trasdós).
 Fuerza estabilizadora: fuerza F a resistir por los pilotes que es transmitida
mediante tracciones en la losa. De realizar el equilibrio
de momentos con el coeficiente de seguridad de 1,8 se obtiene la
fuerza por metro lineal que deben resistir los pilotes.
Planteamiento de las obras de contención analiza las alternativas de contención,
entre las cuales se plantean; sistemas de pilotes y tablestacas, entre otros.
Una vez analizadas las diversas alternativas, se escoge la que se considere que
presente una mejor garantía para la estabilidad muelle.
Para lograr estabilidad en la construcción debemos tomar en cuenta los
siguientes factores:
 La tipología estructural del muelle.
 El calado del muelle.
 El efecto de la marea, oleaje o cualquier evento natural que se pueda
presentar.

9
5.1 cálculos de estabilidad:
1. Definición de los parámetros geotécnicos de los suelos que tienen
influencia en la sección tipo. Se debe conocer las características del
relleno.
2. Valoración de las acciones.
 Cargas permanentes: El valor característico se deducirá aplicando a
las dimensiones reales de los distintos elementos los pesos
específicos correspondientes.
 Cargas hidráulicas: Se toman las siguientes situaciones del nivel de
agua como valores de cálculo.
 Cargas del terreno: Material del trasdós de los muros de gravedad.
 Sobrecargas de uso y explotación del muelle: En el sentido transversal
de la explanada del muelle se consideran dos áreas: área de
operación y área de almacenamiento.
 Cargas de atraque y amarre: Las cargas de atraque no se consideran
a efectos del cálculo de estabilidad. En cuanto a las cargas de amarre,
se considera una carga por bolardo.
3. Combinación de las acciones .calcular las diferentes combinaciones de
acciones. Se empleará el método estándar ROM 0.5 para verificar la
seguridad del muelle frente a estados límite último. Se considerarán dos
tipos de combinaciones de acciones:
 Combinación fundamental o característica.
Dónde:
G= acciones permanentes
Q1= acción variable principal o predominante y acciones variables de actuación
simultánea directamente dependientes de la predominante

10
Qi= acciones variables de actuación simultánea compatibles con la
predominante e independientes estadísticamente de la misma.
Ψ0, 1= coeficiente de compatibilidad fundamental o característico
γg, γq = coeficientes de ponderación parciales.
 Combinación cuasi-permanente.
Dónde:
G = acciones permanentes
Qi = acciones variables de actuación simultánea
Ψ2, i = coeficientes de compatibilidad cuasi-permanente
4. Calculo analítico de los coeficientes de seguridad para los modos de fallo
deslizamiento, estabilidad global, hundimiento y vuelco plástico.
Deslizamiento
El cálculo del coeficiente de seguridad a deslizamiento se refiere al
contacto entre la estructura de gravedad y el terreno sobre el que
descansa, que se supone de superficie libre horizontal.
En este caso el coeficiente de seguridad a deslizamiento queda definido por:
Dónde:
V: Carga Vertical
H: Carga Horizontal
a: Adhesión cimiento-terreno
S: Superficie de apoyo
Ep: Empuje pasivo a la profundidad de cimentación
Ea: Empuje activo a la profundidad de cimentación
Rc: Otras posibles resistencias del contorno de los alzados laterales del cimiento
φc: Ángulo de rozamiento del contacto del cimiento con el terreno.
Considerando que las componentes de la resistencia debida al terreno situado
por encima del nivel de cimentación (Ep - Ea) y Rc, son despreciables del lado

11
de la seguridad, y que, para el caso de muelles de gravedad formados por
bloques de hormigón, hormigón sumergido y cajones, el término de adhesión es
despreciable, resulta:
Vuelco rígido
El coeficiente de seguridad al vuelco rígido puede calcularse cómo el cociente
entre momentos producidos por las fuerzas estabilizadoras y momentos
producidos por las fuerzas volcadoras. El eje de giro respecto del cual se
calculan dichos momentos es la arista del muelle en el caso teórico de que la
cimentación fuera infinitamente rígida (como en el caso particular de un contacto
entre bloques de hormigón). En este supuesto, el coeficiente de seguridad queda
definido como:
Vuelco plástico
En el caso en que no se pueda considerar el cimiento como una estructura rígida
(cimentaciones sobre banqueta de escollera), la rotura del terreno bajo el
cimiento precede al vuelco, produciéndose el hundimiento del muelle cuando la
franja de contacto con el terreno es lo suficientemente estrecha como para que
la presión actuante "σ" alcance la presión de hundimiento del terreno "ph" para
esa anchura de contacto, es decir, cuando:
En esta situación puede suponerse que el muelle vuelca con eje de giro la línea
equidistante de las dos que definen la franja de anchura x, es decir, con eje de
giro a distancia x/2 de la arista extrema del muelle; por tanto los momento se
toman respecto a dicho eje.

12
El cálculo de ph se realiza según lo prescrito en el apartado 4 de la citada ROM,
referente al coeficiente de seguridad de hundimiento (fórmula de Brinch-
Hansen), empleando como ancho efectivo de cimentación la anchura x de
contacto en el instante del hundimiento y como ángulo de inclinación de la
resultante de las acciones, siendo:
Por tanto, el coeficiente de seguridad a vuelco, queda definido como el factor por
el que se ha de multiplicar la componente horizontal H de la resultante de las
acciones, para que el muro se hunda -vuelque- sobre la franja de anchura x:
Hundimiento
Para evaluar el coeficiente de seguridad a hundimiento es preciso calcular la
carga de hundimiento.
Dónde:
q: Sobrecarga de tierras a la profundidad de cimentación, en el entorno del
cimiento.
c: Cohesión.
�: Peso específico aparente del cimiento.
Nq, Nc, N�: Coeficientes de capacidad de carga.
sq, sc, s�: Coeficientes de forma según apartado.
iq, ic, i�: Coeficientes de inclinación según apartado.
B*: Anchura de contacto con el terreno en el momento del hundimiento. (Nótese
que es distinta a la definitiva para vuelco).

13
Para el cálculo de los coeficientes anteriores se considerarán los valores tg� y el
ángulo de rozamiento interno del cimiento, φ.
El coeficiente de seguridad a hundimiento se define como el cociente entre la
componente vertical de presión que produce el hundimiento pv, h y la presión
media actuante en B*:
TABLA 5.1 - De este modo obtendremos los datos necesarios para lograr
estabilidad general en la construcción del muelle.
5.2 Característica de los barcos en relación con la planificación
de los puertos
Además de la mercancía, es el buque el que ejerce una influencia más decisoria
en el diseño de los muelles.
Los puntos importantes a tener en cuenta en el diseño y disposición de los
muelles son:
a) Dimensiones principales del buque
 La eslora del buque. Influye en la longitud y diseño en planta de los
muelles.

14
 La manga del buque. Influye en el alcance de las grúas necesarias
a disponer para el manejo de las mercancías.
 El calado. Influye en la profundidad del muelle.
b) Forma, resistencia del casco y movimientos del buque
 Las dimensiones, forma del casco del buque y su superestructura influyen
en el sistema de defensas y su colocación.
 Los movimientos del buque inducidos por oleaje, bien generado por viento
en el propio puerto o generado en alta mar o por ondas largas, influyen en
el sistema de amarre y defensas. Asimismo son muy importantes los
esfuerzos inducidos en el barco debido a los vientos transversales, sobre
todo para barcos con una gran obra muerta.
Puerto se define como el conjunto de obras, instalaciones y servicios que
proporcionan el espacio de aguas tranquilas necesaria para la estancia segura
de los buques, mientras se realizan las operaciones de carga, descarga y
almacenaje de las mercancías y el tránsito de viajeros.
En general las funciones de un puerto son: comercial, intercambio modal del
transporte marítimo y terrestre, base del barco y puente de desarrollo regional.
Entre las funciones de índole específica tenemos: actividad pesquera, recreo y
defensa.
En la actualidad los puertos han dejado de ser una mera infraestructura donde
se realizan operaciones portuarias para constituir importantes nodos logísticos,
con una relevancia económica significativa en el entorno en el que se ubican. En
consecuencia, debe contemplarse el puerto, y su dinámica con el entorno, como
un aspecto de gran interés económico que requiere de planificación para lograr
optimizar los beneficios que genera. Por otro lado, es necesario tener en cuenta
que la adecuada incentivación de la dinámica portuaria genera, a parte del
mencionado aumento en intereses económicos, un profundo impacto en su

15
entorno, que se traduce en una disminución de los beneficios sociales derivados
de la existencia del puerto.
 Tonelaje de desplazamiento: es el peso efectivo o real del barco. Se
calcula a través del agua que este desplaza cuando está a flote y puede
analizarse cuando está cargado o en lastre.
 Carga de desplazamiento: peso en toneladas largas del barco y su
contenido cuando está completamente cargado hasta la línea de flotación.
 Desplazamiento Ligero: es el peso, en toneladas larga del barco sin
carga, combustible y aprovisionamiento (Alimentos, materiales de limpieza
etc.)
Con dicha información se hace posible una planificación del puerto adecuada y
la correcta circulación de los buques, sin problema alguno.
6. DISEÑO DE LA TERMINAL DE HIDROCARBUROS
Se recibirán buques de hasta 60.000 m3 de capacidad, manga de 230 m, eslora
de 36 m y puntal de 21 m.
 La capacidad de carga de nuestra nueva terminal es de aproximadamente
1500 m3/h.
 Nuestra planta cuenta con una capacidad de refinería de Aceites; el
oleoducto de carga es de 18” de diámetro y un largo total de 7500 m, de
los cuales 4500 m corresponden al tramo offshore y 2650 m, al onshore.
Diseño y construcción de un terminal para tanqueros petroleros de 70.000 DWT
con dos posiciones de atraque y un viaducto de acceso de 150 m de longitud,
por el cual va un rack de tuberías para los diferentes productos que maneja el
Terminal que llegan a las Plataformas de Cargue y/o descargue.
 Plataforma de atraque y carga/descarga
 Duques de alba de amarre

16
 Pasarelas peatonales entre duques de alba
 Defensas de atraque
 Ganchos de escape rápido (GER) para amarres
 Soportes de tuberías en las pasarelas peatonales
Todas las estructuras nombradas están sobre pilotes de 32 metros de longitud y
1.2 metros de diámetro, y los cabezales que descansan sobre los pilotes son de
concreto reforzado.
FIGURA 6.1 - BUQUE PETROLERO DE 60000TPM
FIGURA 6.2 - DISEÑO DE NUESTRA TERMINAL DE HIDROCARBUROS

17
6.1 FACTORES IMPORTANTES AL DISEÑAR AL PUERTO DE HIDROCARBUROS
6.1.1 condiciones meteorológicas y oceanográficas
FIGURA 6.3 CONDICIONES METEOROLOGICAS Y OCEANOGRAFICAS DE
LAS COSTAS DE COLON
Las condiciones meteorológicas y oceanográficas que imperan en las
costas imponen restricciones ala navegación y operación dentro del
puerto. En el caso específico de las áreas de agua, intervienen desde la
definición de la orientación de la bocana, así como el dimensionamiento
horizontal y vertical de canales y dársenas.
En la bocana, intervienen en su orientación principalmente el oleaje.
En los canales y dársenas, las fuerzas inducidas por el viento y
corrientes sobre las embarcaciones generan la necesidad de
incrementar los anchos y longitudes de las áreas; similarmente, los
movimientos de las embarcaciones provocados por el oleaje obligan a
aumentar la profundidad en las áreas por donde transitan.
6.1.2 maniobrilidad del buque
En aguas poco profundas como las áreas de agua del puerto, la
respuesta del timón del barco es más lenta que en aguas profundas,
requiriéndose además incrementar la potencia para tener una
velocidad igual a la de mar abierto; su control en estas condiciones
Tarde
Vientos
(kt)
Olas
(pies)
Caribe
Colón
NNE
8-11
kt
5'
Mañana
Vientos
(kt)
Olas
(pies)
Caribe
Colón
NE
11-15
kt
5'

18
resulta más difícil, cuando la corriente y los oleajes se presentan
es viajados respecto al eje del canal, que provocan derivas en los
barcos, así como por la interferencia causada por el flujo de otras
embarcaciones que producen diferencias de presión a ambos lados
del propio buque.
El método más directo para evaluar la controlabilidad de un barco es
a través de la observación de su respuesta a los cambios del
ángulo del timón y de la velocidad de la propela, en una entrada
conocida para el piloto; otra aproximación consiste en hacer pruebas
en aguas profundas que sean recomendadas por arquitectos navales.
En general la controlabilidad de los barcos se define como sigue:
Para buques tanque petrolero
6.1.3 movimientos verticales de petroleros
Cabeceo (Pitching)
Es el movimiento del barco alrededor de su eje transversal; los
estudios realizados con oleaje irregular han demostrado que el
cabeceo se incrementa con la altura de ola, pero disminuye con
longitudes de onda mayores a dos veces la eslora del barco; olas
más cortas que el doble de la eslora del barco tiende aumentar el
balanceo.
Balanceo (Rolling)
Es el movimiento del barco alrededor de su eje longitudinal, se
incrementa con la altura de ola, llegando a su máximo cuando
la longitud de la ola es aproximadamente el doble de la manga; el
barco se balancea más cuando tiene el oleaje a través, que cuando
viaja sobre él.
Arzada (Heaving)
Es el movimiento vertical del barco completo sin considerar
ninguna inclinación.

19
TABLA 6.1 : MOVIMIENTO VERTICALES DE PETROLEROS DE 60.00TPM
6.2 AREAS DE AGUA DE ACCESO AL PUERTO
6.2.1 arreglo general del puerto
El arreglo general del puerto después de haber sido modificado para
cumplir con los criterios admisibles de operatividad, será el definitivo
y conformará la base para las etapas subsecuentes de la planeación.
OBRAS DE PROTECCIÓN
Determinado el abrigo necesario del vaso portuario, se procede a
definir la planta de las obras de abrigo, en base a la batimetría,
los planos de oleaje, etc.
Obras Paralelas a la Costa: Esta solución suele usarse en puertos
exteriores ganados al mar, no muy alejados de la costa; o bien,
cuando no se dispone de espacios tierra adentro (por la cercanía de
una población, por existir terreno rocoso, etc.), y pueden estar
aisladas de la costa.
BARCOS DE DISEÑO OLA OLEAJE DE
PROA
OLEAJE A
TRAVÉS
OLEAJE A
45°T.P.
M.
(ton
)
E
(m
)
M
(m
)
C
(m
)
Hs
(m)
T
(seg
)
Cabec
eo
(m)
Arzad
a
(m)
Balanc
eo
(m)
Arzad
a
(m)
Cabec
eo
(m)
Cabec
eo
(m)
Arzad
a
(m)16,78
0
160 21.7
0
9.10 4.60
1.80
10
10
2.81
1.07
0.15
0.60
2.93
1.13
2.10
0.90
2.34
0.90
2.50
0.97
0.76
0.30
33,00
0
183 26.0
0
10.4
0
4.60 10 3.00 0.00 3.40 1.53 2.40 1.20 0.90
45,00
0
227 30.0
0
11.6
0
4.60
1.80
10
10
2.75
0.92
0.24
0.90
4.03
1.56
1.07
0.49
3.20
1.25
2.47
0.82
0.37
0.16
60,00
0
244 33.0
0
12.5
0
4.60
1.80
10
10
2.47
0.82
0.15
0.80
4.45
1.74
0.82
0.34
3.57
1.37
2.22
0.73
0.29
0.12
80,00
0
264 36.0
0
14.0
0
4.60
1.80
10
10
2.26
0.98
0.12 4.88
1.89
0.61
0.24
3.81
1.50
1.98
0.88
0.21
0.90
Figura 6.4 obras de
protección.

20
6.2.2 bocana
Para su diseño, se requiere analizar dos aspectos fundamentales: la
orientación y el ancho, que van ligados entre sí.
Orientación de la Bocana
Para su orientación es necesario hacer estudios más detallados que involucren
el aspecto de oleaje, viento y transporte litoral. En términos generales y cuando
la bocana está limitada por dos escolleras, la mejor orientación será la que
considere en la mejor forma, los siguientes aspectos:
ORIENTACIÓN DE LA BOCANA
Aspectos físicos
 disminución del oleaje en el interior
 orientación en el sentido aguas abajo del transporte litoral
Maniobrabilidad de embarcaciones
 ángulo mínimo posible entre corriente y bocana
 evitar en la entrada y su cercanía:
 % de vientos y oleajes de través
 curvas en el trazo del canal
6.2.3 canalde acceso
Los aspectos fundamentales a considerar en su dimensionamiento son:
 Alineamiento en planta
 Longitud del canal
 Ancho de canal: En tramos rectos, En tramos curvos
 Profundidad

21
Alineamiento en Planta
Para el diseño óptimo de los canales, se dan las siguientes recomendaciones:
1. Deberán ser rectos de preferencia, y en el acceso tenderán a ser
normales a la costa o paralelos a la dirección predominante de los
temporales.
2. El tramo de transición entre mar abierto y zona protegida, debe ser
razonablemente recto.
3. En el interior del puerto, los cambios de dirección deben ser con los
mayores radios de giro posibles, recomendándose las siguientes
relaciones:
Deflexión Radio de Giro
Mínimo
< 25° >3E
25º - 30º ≥ 5E
>30º (barcos mayores a
30,000 T.P.M.) >10E
4. El canal debe estar orientado a las corrientes principales, sobre todo
en el caso de corrientes por marea o en ríos, con el fin de minimizar
desviaciones del barco.
5. Cuando existan corrientes transversales o vientos, es deseable que
el ancho del canal considere un ángulo de deriva menor a 10 a
15º, para evitar problemas de control del barco.
Longitud del Canal de Acceso (Lca)
La longitud del canal de acceso está compuesta por una longitud
exterior (Le), que depende de la pendiente natural del fondo marino;
y por una distancia de parada (Dp), necesaria para la maniobra de
frenado del barco.
El extremo final del canal debe quedar situado una distancia menor o igual a

22
2.5 M respecto a todo barco amarrado o al borde exterior del círculo de
maniobras de cualquier barco anclado.
Ancho del Canal
Depende de los siguientes factores:
 El barco de diseño(nivel de maniobrabilidad, dimensiones, tipo de
carga, visibilidad global y velocidad)
 Físicos, como vientos, corrientes y oleajes de través al canal.
El ancho del canal en tramos curvos debe considerar una ampliación ∆B
respecto al ancho seleccionado en los tramos rectos; los criterios
empíricos más usuales para su obtención, son:
Barco Kd bd
Petroleros, Granelero, etc.
d/D ≤ 1.2 1/2 E²/8R d/D ≥ 1.5 2/3
2E²/9R Rápidos y deportivos 1 E²/2R
Nota: Los valores interm edios son interpolables
Donde: KD Coeficiente de estabilidad
FIGURA 6.5 - SEÑALAMIENTO EN TRAMOS CURVOS
Profundidad
El requisito básico para garantizar la seguridad de navegación en una vía
marítima ofluvial es la profundidad mínima, que deberá determinarse
antes de las demás dimensiones, ya que también será determinante
en las dársenas y canales interiores.

23
Su obtención depende de varios factores:
 El calado del buque "T" a plena carga (cuyo valor se debe
incrementar 3% por densidad en el caso de agua dulce).
 El oleaje de operación considerando la marea a lo largo del
canal, cuyo límite se considera en general de H = 3.0 m.
 La relación tirante de agua /calado del buque (d/D), cuyos
valores para garantizar el margen requerido de Squat, fluctúan
como sigue: 1.10 como mínimo en aguas protegidas, con
oleajes menores de 1.0m y 1.5 para oleajes mayores
combinados con períodos en dirección desfavorable. Por lo
general el Squat varía de 0.5 a 1.0 m para barcos de 40,000 a
250,000 T.P.M. respectivamente, pero un valor más preciso se
puede obtener con las indicaciones del inciso 5.2.2.1.
 El Trim. o de calados entre la proa y la popa del barco, por efecto
de la carga
 El resguardo bajo la quilla del barco para permitir su
gobernabilidad.
FIGURA 6.6 - FACTORES QUE DETERMINAN LA PROFUNDIDAD DEL
CANAL

24
6.2.4 antepuertoy fondeadero
El área de fondeo o antepuerto es aquella proyectada para mantener un
barco resistiendo los efectos del viento y las corrientes, mediante una fuerza
de agarre proporcionada por una o dos anclas y el peso de sus
cadenas.
El fondeo dentro del puerto permite a los barcos esperar un atraque, y fuera del
puerto soportar una tormenta.
Para dimensionar el antepuerto en base a la expansión del oleaje no hay
reglas empíricas y es necesario hacer un estudio de penetración del oleaje
FUERZAS ACTUANTES:
a) Carga Muerta (Cm)
La carga muerta es la suma del peso de todas y cada una de las
partes estructurales del muelle completo.
b) Cargas Vivas (Cv)
Estas cargas pueden subdividirse en dos grupos:
 Uniformemente distribuidas
 Móviles
Para el caso de nuestra terminal seria: Cargas Vivas Móviles, las mismas son
las producidas por el equipo que se utiliza sobre el muelle para el manejo de
la carga.
Cuando se trata de muelles petroleros, habrá que considerar también
las cargas producidas por los brazos de carga o descarga (garzas),
así como las de las tuberías de producto y lastre sobre la plataforma o
área de operaciones.
c) Impacto del Buque al Atracar
La fuerza horizontal originada por el impacto de la embarcación al
atracar, depende de:
Masa o Desplazamiento del Barco (M1): Es un dato conocido ya
que se tiene conocimiento de las características del barco de

25
diseño; para ello se requiere conocer las T.P.M. de diferentes
tipos de barcos, así como las dimensiones, calado máximo, masa
hidrodinámica y energía cinética de atraque para diferentes
velocidades de acercamiento.
Masa Hidrodinámica (M2): Este peso se conoce como masa
adicional (cilindro de agua), cuya expresión de cálculo es:
M2
H²
E 0.805 EH²
Dónde:
ρ = Peso específico del agua de mar
(1.025 ton/m³)
H = Calado máxim o del barco (m)
El peso total a considerar en el atraque será la suma del peso
del barco y el adicional del cilindro de agua:
Ma = M1 + M2 (ton)
d) Velocidad de Acercamiento (Vt)
Depende de diversos factores, tales como: tamaño del
barco, pericia del piloto, facilidades para el atraque,
condiciones climáticas y del mar, etc.
e) Energía de Atraque (Et)
La energía cinética de atraque de un barco se calculo con la
siguiente expresión:
Et = Ma Vt² / 2g = (M1 + M2) Vt² / 2g
(ton-m)
En la mayoría de los casos el atraque de proa o de popa, se realiza
con un cierto ángulo con respecto al paramento (Vt = Vbarco sen α),
haciendo que el barco tienda a desplazarse (rebote) y girar al
mismo tiempo, por lo que la energía cinética total se consume
parcialmente, pudiéndose calcular con la siguiente expresión:

26
Ep = Ma Vt²/2g [(l/r)² / 1+(l/r)²] (ton –m)
Donde:
l = Distancia del punto de atraque al centro de gravedad de la
embarcación (m)
r = Distancia del centro de gravedad del barco al punto de atraque sobre
la superficie del agua.
Energía Cinética Efectiva de Atraque (Ee)
Si se asume que la superficie del barco al nivel del plano del espejo de
agua, tiene forma rectangular, el radio de giro tenderá a tomar un valor
del orden de ¼ de eslora.
A esto se le denomina acercamiento al "Punto Cuarto", que es el más
frecuente y en donde el impacto se produce a ¼ del a eslora,
midiendo de proa hacia popa. La energía cinética efectiva puede
calcularse a partir de:
Ee = Et – Ep = ½ (Ma Vt² / 2g) Ee = ¼ (Ma Vt² / g)
(ton – m)
a) Fuerza de Viento (Fv)
El diseño de los elementos de amarre consiste en determinar su tipo,
capacidad, cantidad y ubicación dentro del muelle, siendo fundamental para
ello la acción ejercida por el viento.
Las amarras de punta (proa y popa) deberán estar soportadas por
elementos de amarre, con una capacidad T1, considerando que cada
una de ellas actúa de manera aislada, cuando viento incide normal al
eje longitudinal del barco
Para la capacidad de los elementos de amarre intermedios, se divide
la fuerza de viento normal al eje longitudinal del barco, entre el
número de amarras, sin considerar las de guarda; esto es:
𝒕 𝟐=
𝟏. 𝟏𝟕𝑭𝒗
𝒏

27
GRANELEROS O
PETROLEROS
<40,000 T.P.M.
GRANELEROS O
PETROLEROS
>40,000 T.P.M.
CABLES DE
AMARRE
CARGUER OS
MENORES
CARGUER OS
MAYORES
UBICACIÓN
Adelante
Punta 1 2 3 4
Través (1) 2 2 2
Guarda 1 1 2 2
Atrás
Guarda 1 1 2 2
Través (1) 2 2 2
Punta 1 2 3 4
Número Total 4 10 14 16
TABLA 6.2 - CABLES DE AMARRE NECESARIOS POR TIPO DE BUQUE
TABLA 6.3 - MOVIMIENTOS MÁXIMOS DE UN BUQUE EN AMARRAS
:
b) Fuerza de Oleaje (Fo)
Su análisis no es muy común, excepto cuando se trata de obras fuera
de la costa (Off-Shore). Una manera de considerar este efecto, es:
"Considerar la fuerza horizontal producida por el oleaje, como un tercio de
la total debida al vientoactuando paralelamente a ésta".
Esta es una simplificación aceptable como una rimera aproximación y en
casos particulares de importancia debe realizarse un análisis
específico.
TIPO DE BARCO EQUIPO DE MANIOBRA
VAIVEN
(m)
DERIVA
(m)
ARZADA
(m)
GUIÑADA
(°)
CABECEO
(°)
BALANCEO
(°)
De Pesca
Ð Grúa Montacargas 0.15 0.15
Ð Carga o descarga vertical 1.0 1.0 0.4 3 3 3
Ð Bomba aspiradora 2.0 1.0
Cabotaje o
Carga General
Ð Equipo del barco 1.0 1.2 0.6 1 1 2
Ð Grúa de muelle 1.0 1.2 0.8 2 1 3
Ro Ro
Ð Rampa lateral 0.6 0.6 0.6 1 1 2
Ð Rampa de tormenta 0.8 0.6 0.8 1 1 4
Ð Pasarela 0.4 0.6 0.8 3 2 4
Ð Rampa ferroviaria 0.1 0.1 0.4 – 1 1
Cargueros de
Altura
––– 2.0 1.5 1.0 3 2 5
Porta
contenedores
Rendimiento 100% 1.0 0.6 0.8 1 1 3
Rendimiento 50% 2.0 1.2 1.2 1.5 2 6
Graneleros
Grúas 2.0 1.0 1.0 2 2 6
Montacargas o palas giratorias 1.0 0.5 1.0 2 2 2
Banda transportadora 5.0 2.5 3
Petroleros Brazos de carga o garzas 3.0* 3.0
Gaseros Brazos de carga o garzas 2.0 2.0 2 2 2

28
c) Fuerza de Corriente (Fc)
Tal como sucede en el oleaje y debido a la protección que ofrece el
puerto, las corrientes no son comúnmente consideradas actuando en
una embarcación atracada y en realidad las fuerzas que generan
son pequeñas respecto a las producidas por viento; en casos
especiales (muelles sobre ríos) es recomendable su análisis.
d) Empuje de Tierras
En el diseño de muelles siempre está presente el problema de
la interacción suelo – estructura y normalmente la existencia de
taludes, siendo necesario el análisis de estabilidad del conjunto;
para ello pueden emplearse los métodos del Círculo de Falla, Cuña de
Deslizamiento o Dovelas (Sueco), cuyos detalles pueden
consultarse en las referencias. En estos casos, el mejor
conocimiento de las condiciones del suelo (tipo de material,
ángulo de fricción interna, D50, cohesión, etc.), permite más
precisión en los cálculos y mayor certidumbre en los resultados.
Para el caso de empuje de tierras, generalmente empleado para el
diseño de pilotes, pilas, los procedimientos más simples consideran
sólo el empuje activo a través de la expresión de Coulomb:
Ea = Ka tan² (45° - /2)
dónde:
Ka = Coeficiente de empuje activo
= Angulo de fricción del material del talud
Métodos más completos hacen intervenir además, el empuje pasivo y
la participación del sismo.
Para el diseño integral del muelle, sobre todo cuando se usan
programas de computadora, es común analizar diversas
combinaciones de carga, siendo las más usuales las siguientes:

29
Aditamentos Complementarios de Muelles: Elementos de
amarre, Escalas de Desembarque y Defensas
Elementos de Amarre
En el caso de los buques de gran envergadura como los tanques
petroleros, normalmente se utilizan ganchos de "soltado rápido".
Las boyas de amarre se emplean por lo general en áreas exteriores de los
puertos, donde los espacios y profundidades no son suficientes para
grandes buques (especialmente petroleros) donde se aprovechan para efectuar
la carga y descarga de fluidos de ellos; o en algunos casos, también se
utilizan como elementos de rescate. Las boyas se fondean con
cadenas que soportan además, los ductos por donde se bombean los
productos como crudo y refinados. El elemento de amarre de acero se localiza
en la parte superior de la boya y puede consistir en un eslabón giratorio, una
asa, arandela o armella, e incluso una cornamusa o gancho de soltado rápido

30
TABLA 6.4 SEGÚN EL GRUPO DE FLUIDO
C. ACEITES
VEGETALE
S
(de
almendras
de palma,
de coco y
algodón)
En aguas
protegida
s
Muelle típico o
adherido a otro
muelle marginal o
espigón
compatible en su
operación.
Brazos de acero (15 a
20 cm), mangueras de
caucho, bombas
especiales (100 a 150
ton/hr) y conductos de
acero inoxidable de 15
a
20 cm; depósitos
de acero dulce,
equipo de limpieza y
lavado de tuberías y
depósitos,
grúas pórtico para
carga a transportes
cisterna (los equipos
utilizan revestimiento)
Embarcaciones
especiales o con
compartimientos
especiales
compatibles con
otras cargas.
GRUPO DE
FLUIDOS
P.A. TIPO
DE PUESTO
DE
ATRAQU E
TIPO DE MUELLE O
FRENTE DE
ATRAQU E
EQUIPO GENÉRICO DE
OPERACIÓN
OBSERVACIONES
A. PETRÓLEO
CRUDO
- Aceites
Negros
Petróleo de
horno
Aceite pesado
Diésel
- Aceites
Blancos
Gasolina
Gas avión
Gasoil
Querosen
o
En aguas
protegidas
(dentro de
un puerto)
Muelle típico:
Duques de
Alba(atraque y
amarre),
Plataforma de
Operaciones y
Pasarelas
(tuberías,
vehículos y
peatones)
Pueden también
de
T o L, o
en
espigón
Brazos de carga –
descarga (20-50 cm )
bombas (centrífugas,
volumétricas o
rotativas), tuberías de
15 a 90 cm de , (con
termostato en climas
fríos), tanques y tolvas
de lastre, sistemas: de
protección de
derrames, contra
Incendio, anti-
contaminantes; de
comunicación, de
calentamiento
(ocasional); equipo de
limpieza con esferas.
En buques de hasta
18,000 T.P.M.:
mangueras de carga –
descarga.
Embarcaciones
que pueden
entrar a puerto:
menores a
100,000 T.R.B.
con calados
menores a
16.0 m

31
6.3 AREAS DE TIERRA
a. GRUPO DE FLUIDOS "A". Petróleo y Derivados
Áreas de tierra
FIGURA 6.7- PUESTO DE ATRAQUE PARA FLUIDOS
Área T.1
Depende de la estructura que sostiene los brazos de carga –
descarga o garzas (rendimiento normal 7,500 ton/hr), que se
colocan en el atracadero y cuyo uso está restringido a plataformas
o peatonales.
FIGURA 6.8 - AREA T.1 EN PUESTO DE ATRAQUE DE FLUIDOS

32
Sus dimensiones se fijan de acuerdo al sistema de bombeo y
tuberías, adicionando espacio para inspección y mantenimiento.
Ancho T.1 a = 6 m mín. a 9 m normal, b = 1.80 m mín. A
4.0 m normal (por cada base de garza).
Área T.2
El buque normalmente acciona 4 bombas del barco (6,500
m³/hr en buques de 60,000 T.P.M., y hasta 15,000 m³/hr en
buques de 200,000 T.P.M.), con mangueras de 20 a 50 cm de
diámetro, que desembocan en tuberías de acero suave de
15 a 90 cm o más de diámetro. Cuando la longitud de éstas
es mayor a 3 Km, se deben usar "tacos" para despojar y
limpiar los conductos; los que consisten en esferas de caucho
duro introducidas en la tubería, que se mueven por la presión
del petróleo y se recuperan al final de la línea.
En todos los casos se requiere un sistema de eliminación y
recolección de derrames (para evitar la contaminación) que se
intercala en los puntos de conexión de mangueras o tubos
y bombas, así como barreras flotantes de contención de
derrames con un sistema de bombeo para su extracción
(normalmente montado en embarcaciones especiales para el
efecto). Se usan también barreras químicas que evitan la
dispersión con ácidos, la precipitación del crudo (con
productos absorbentes), o la combustión, que presenta
dudas en cuanto al resultado final de la contaminación.
El espacio para el sistema de bombeo y tuberías de conexión
directa con las garzas, se recomienda que abarque un ancho
mínimo de 3 m.
T.1+T.2 = 9 m mín.; 12 m normal.

33
Área T.3 Almacenamiento
Puede situarse fuera del recinto portuario o en zonas aisladas del
mismo; los depósitos empleados son generalmente cilíndricos y casi
siempre de acero soldado (divididos en aceites negros y blancos),
aunque pueden ser también de concreto reforzado; pero siempre
dotados de un sumidero en su parte inferior.
Pueden ser de dos tipos:
 Techo flotante o deslizante, que reduce pérdidas por
evaporación durante el almacenamiento.
 Techo cónico fijo. Para los aceites negros se requiere un
sistema de calentamiento y calorificación, así como sistemas
de medición (cantidad), a base de varillas graduadas o
indicadores instalados en cada tanque y equipos de
laboratorio para control de calidad.
Las dimensiones y número de tanques del recinto de almacenamiento
es muy variable según el volumen movido, pero se recomienda que
los grupos de tanques estén rodeados por muros de contención o
terraplenes que puedan retener el 100% del tanque mayor y el 30%
de los restantes. Su capacidad normal suele ser de 500 a 20,000
m³, aunque existen hasta de 120,000 m³, con 60 m de diámetro y
hasta 55 m de altura.
Se recomienda que la separación mínima entre cada tanque sea de
15 m.
Área T.4 Vialidades, Estacionamientos y Accesos
Son similares en sus dimensiones al puesto de atraque de carga
unitaria y/o fraccionada, pero agregando:
 Depósito de agua para lastre de las embarcaciones con
sistema de rebombe al buque.
 Área de tratamiento (separador de crudo), con sus respectivas
conducciones de desecho y aprovechamiento, los barcos cuenta

34
con una tubería de impulso que descarga el agua de deslastre
(combinada con residuos del producto) a dicho separador.
Laboratorio para pruebas de control de calidad del producto.
Área T.5 Mantenimiento y Reparación de Equipo – Maquinaria
Dimensiones similares al puesto de atraque de carga fraccionada y/o
unitaria, agregando:
 Taller de bombas
 Taller de equipos yaccesorios térmicos
Área T.6 Servicios Generales y Especiales
Consistentes primordialmente en equipo especializado contra
incendio para aplicarlo en todos los sitios peligrosos. Comúnmente se
emplea espuma para incendios producidos por petróleo y agua
salada para otros productos, que son manejados a base de
mangueras alimentadas por el equipo siguiente:
 Bombas de alta presión.
 Depósitos de agua e hidrantes
 Depósitos dealmacenamiento y tuberías para aplicación de
espuma.
FIGURA 6.9- Instalación Operacional de un P.A. de Aceites
Vegetales (fluidos)

35
7. TIPOS DE DEFENSA DE MUELLE
Las defensas son el punto de contacto entre el barco y el puerto. Son ante todo
una barrera de seguridad para proteger a las personas, los barcos y las
estructuras. La mayoría de los sistemas de defensas utilizan unidades de
caucho (elastómeros), espuma
Especial o de aire que actúan como resorte para absorber la energía cinética
del barco. Mientras se comprime el resorte, las fuerzas en incremento son
transmitidas a otras áreas del sistema de defensa: paneles, anclajes, cadenas
y luego a través del canal de carga seleccionado hacia las estructuras de
soporte. Un buen diseño de defensas comprende muchas disciplinas que
ayude a los diseñadores y prescriptores a identificar los criterios de información
clave, para calcular las energías de atraque y seleccionar los tipos de defensas
adecuados.

36
PARA UNA TERMINAL DE HIDROCARBUROS
Las DEFENSAS TRAPECIALES (serie AD): presentan la ventaja de transmitir
reacciones muy bajas en relación a la energía disipada, característica ésta
distintiva de las defensas de reacción constante. Su amplia gama de medidas
permite utilizar estas defensas de elevada eficiencia tanto en puertos
pesqueros como en las terminales destinadas a buques de gran
desplazamiento.
Las defensas trapeciales mantienen una presencia familiar en los puertos de
todo el mundo, en base a sus conocidas características de versatilidad y
eficiencia.
 Las defensas SERIE AD son construidas en Argentina con conceptos
técnicos de máximo nivel internacional para el mercado mundial, de
acuerdo a las normas ISO 9002. Amplia gama de aplicaciones
 Se dispone de cinco medidas básicas (AD-300, AD-400, AD-500, AD-
800 y AD-1000), cada una de las cuales puede ser elaborada con tres
compuestos de caucho diferentes (R1, R2 y R3) y a su vez en dos
longitudes normalizadas (950 mm y 1550 mm).
 Las 30 combinaciones resultantes permiten que las defensas SERIE AD
se hayan instalado tanto en muelles deportivos como en espigones
oceánicos para buques petroleros y cargueros de grandes dimensiones.
 Eficiencia de diseño
 La capacidad de estas defensas para disipar grandes valores de energía
con bajas reacciones transmitidas las hace muy adecuadas para el
resguardo de instalaciones portuarias livianas, como delfines o muelles
sobre pilotes.
 Máxima calidad: moldeo por inyección
La necesidad de ofrecer un producto libre de mantenimiento durante su larga
vida útil exige optimizar tanto los compuestos de caucho como las técnicas
productivas.
El moldeo por inyección de todas las defensas SERIE AD permite obtener la
máxima homogeneidad y cohesión que las grandes masas de goma requieren

37
para resistir elevadas solicitaciones de compresión y fatiga.
Por otra parte, este sistema prolonga la vida útil del producto, evitando el
conocido desfoliado de las primitivas defensas, elaboradas por superposición
sucesiva de planchas de goma.
8. VOLUMEN PREVISTO DEL TIPO DE CARGA
8.1 ASPECTOS GENERALES
Los productos más significativos que se mueven por estas terminales, son:
A. Petróleo crudo, derivados o productos petrolíferos refinados
(gasolinas, naftas, diésel, asfalto, entre otros.
B. productos químicos (metanol, azufre líquido, ácidos fosfórico y
sulfúrico, etc.)Gas natural licuado (GNL) y gases de destilación
(propano, butano, amoniaco)
C. Aceites vegetales y grasas como también la Melaza Látex de caucho
D. En algunas ocasiones se mueven también vinos, alcoholes y
derivados y ocasionalmente agua.
El movimiento de fluidos en estas terminales de hidrocarburo requiere de
embarcaciones de gran porte (ver buques petroleros tabla.1), por lo que las
terminales y sus instalaciones obligan a muy altas inversiones, así como
elevados costos de conservación y mantenimiento, por lo que es necesario
dimensionarlas y proyectarlas con el mayor cuidado posible.
Figura 7.1 - tipo de defensa a utilizar

38
TABLA 8.1 - PARÁMETROS REPRESENTATIVOS DE LOS BUQUES EN
FUNCIÓN DE SU TIPOLOGÍA Y CAPACIDAD DE CARGA
Tipo
de
buqu
e
clase TMP ∆pc (t)
L
(m)
Lpp
(m)
B (m) T (m)
PETR
OLER
OS Y
TRAN
SPOR
TADO
RES
DE
PROD
UCTO
S
PRET
ROLI
FERO
S Y
QUIM
ICOS
(TAN
KERS
)
SUPERTANKERS2)
500.000 650.000 456 431 80.3 36.5
450.000 585.000 410 394 77.0 35.0
ULCC3)
350.000 462.000 401 393 65.5 34.8
300.000 399.000 388 382 62.2 34.6
VLCC4)
250.000 335.000 363 356 59.0 32.0
200.000 271.000 341 336 54.8 30.0
SUEZMAX5)
175.000 238.700 330 323 53.0 28.5
150.000 206.000 312 306 50.2 27.1
125.000 171.600 297 291 44.7 25.3
AFRAMAX6)
100.000 140.000 274 268 44.2 23.5
80.000 113.000 258 251 43.2 21.9
PANAMAX7)
70.000 99.200 245 239 39.6 20.8
50.000 72.000 220 215 32.3 18.5
PRODUCT CARRIER
30.000 44.200 188 182 30.4 15.4
20.000 30.000 165 160 26.8 13.4
15.000 22.800 151 146 24.5 12.1
10.000 15.500 133 128 21.6 10.5
5.000 7.970 107 102 17.5 8.2
1.000 1.710 64 69 10.6 4.7
Nota 1
TMP: Peso en toneladas métricas correspondiente a la carga útil máxima más el combustible, aceite lubricante, agua,
pañoles, tripulación y pertrechos. ∆pc: Peso total del buque cargado con la máxima carga permitida. L: Longitud máxima
del casco del buque medida de proa a popa. Lpp: Eslora entre perpendiculares B: Mayor anchura del buque. GT: Volumen
o capacidad interior total de todos los espacios cerrados del buque T: Altura máxima del casco del buque desde la quilla
hasta la cubierta principal.

39
8.2 TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS
Tanque Vertical
Tanque vertical – techo flotante/deslizante
Constan de una membrana solidaria al espejo de producto que evita la
formación del espacio vapor, minimizando pérdidas
por evaporación al exterior y reduciendo el daño
medio ambiental y el riesgo de formación de mezclas
explosivas en las cercanías del tanque. El techo
flotante puede ser interno (existe un techo fijo
colocado en el tanque) o externo (se encuentra a
cielo abierto). En cualquier caso, entre la membrana
y la envolvente del tanque, debe existir un sello.
FIGURA 8.1 TANQUES VERTICALES DE TECHO FLOTANTE
Notas 2
2) El mayor Supertanker construido es de 550.000 TPM (2011).
3) Del inglés Ultra Large Crude Carrier: también llamados superpetroleros, pesan de 325.000 a
550.000 toneladas de peso muerto. Tienen una capacidad de hasta 4 millones de barriles de
petróleo. Estos petroleros se utilizan en rutas desde el Golfo Pérsico a Europa y América a Asia.
4) Del inglés Very Large Crude Carrier: pesan entre 200.000 y 325.000 toneladas de peso
muerto. Tienen una capacidad de aproximadamente 2 millones de barriles de petróleo. se utilizan
sobre todo en el Mediterráneo, Mar del Norte y cerca de África Occidental.
5) con una capacidad de 1 millón de barriles de petróleo. Este es el mayor buque de tamaño que
puede viajar a través del Canal de Suez. Los valores medios de sus parámetros representativos.
Es decir, puede haber buques con estos tonelajes que superen 16 m de calado en navegación.
6) Máximo tamaño de buques definido por la American Freight Rate Association (AFRA). Con
una capacidad de 750.000 barriles de petróleo.
7) con una capacidad de 500.000 barriles de petróleo. Este es el mayor buque de tamaño que
puede viajar a través del Canal de Panamá. Considerando los valores medios de sus parámetros
representativos. Es decir, puede haber buques con estos tonelajes que superen 32,3 m de manga,
294 m de eslora o 12 m de calado.
Datos referencia: ROM 2.0-11 Capítulo 4. Definición de los estados o situaciones de proyecto

40
8.3 TAMAÑOS/CAPACIDAD DE VOLUMEN DE LOS TANQUES
Los tamaños de los tanques están especificados de acuerdo a las normas y
códigos establecidos por la A.P.I. A continuación se tabulan los volúmenes,
diámetros y alturas usadas comúnmente en los tanques de almacenamiento
atmosférico. La unidad BLS significa barriles estándar de petróleo, la que es
equivalente a 42 galones (158,98 Litros).
Tabla 8.2 Dimensiones y capacidad de volumen de tanques atmosféricos
para almacenamiento de hidrocarburo.
Capacidad en
BLS
Diámetro en
pies
Altura en
pies
Capacidad en
BLS
Diámetro en
pies
Altura en
pies
500
15 18
20000 60
40
1000 20 18 30000 73'4" 40
2000 24'6" 24
55000
100
40
3000 30 24 80000 120
40
5000 31'8" 36 100000 134
40
10000 42'6" 40'
150000
150 48
15000 58 32 200000 180 48
500000 280 48

41
8.4 ALMACENAMIENTO DE CARGA SEGÚN SU TIPO
a) GRUPO DE FLUIDOS "A". Petróleo y Derivados
Almacenamiento
Puede situarse fuera del recinto portuario o en zonas aisladas del mismo; los
Depósitos empleados son generalmente cilíndricos y casi siempre de acero
Soldado (divididos en aceites negros y blancos), aunque pueden ser también de
Concreto reforzado; pero siempre dotados de un sumidero en su parte inferior.
Pueden ser de dos tipos:
 Techo flotante o deslizante, que reduce pérdidas por evaporación durante
el almacenamiento.
 Techo cónico fijo
Para los aceites negros se requiere un sistema de calentamiento, así como
sistemas de medición (cantidad), a base de varillas graduadas o indicadores
instalados en cada tanque y equipos de laboratorio para control de calidad. Las
dimensiones y número de tanques del recinto de almacenamiento es muy
variable según el volumen movido, pero se recomienda que los grupos de
tanques estén rodeados por muros de contención o terraplenes que puedan
retener el 100% del tanque mayor y el 30% de los restantes. Su capacidad
normal suele ser de 500 a 20,000 m³, aunque existen hasta de 120,000 m³, con
60 m de diámetro y hasta 55 m de altura. Se recomienda que la separación
mínima entre cada tanque sea de 15 m.
b) GRUPO DE FLUIDOS "B". Gas Natural Licuado (G.N.L.)
Almacenamiento
Se recomiendan: instalaciones aisladas del puerto debido a su alta peligrosidad
con equipo especializado de licuación, almacenamiento, regasificación y
refrigeración, ya que su transporte y almacenamiento se realiza a menos
De 161°C.
En el desembarque de los buques se estima una capacidad promedio de los
tanques alrededor de 300,000 barriles (47,750 m³).

42
c) GRUPO DE FLUIDOS "C". Aceites Vegetales
Transferencia Muelle - Almacenamiento
Espacios variables según el sistema de bombeo y de control de temperatura
(debe mantenerse entre 15 y 65°C).
Se recomienda utilizar tuberías de acero inoxidable (15 a 20 cm de diámetro),
sin revestimiento interior, y bombas de acero moldeado con capacidad de 100 a
150 ton/hr.
Almacenamiento
Se recomiendan depósitos de acero dulce soldado con revestimiento interior; de
llenado por la parte superior y capacidad máxima de 1,000 ton. Localizarlos lo
más alejado posible del muelle, según la capacidad de las bombas (bombeo de
tanque al buque: 100 a 150 ton/hr).
d) GRUPO DE FLUIDOS "D". Melaza – Mieles
Transferencia Muelle –Almacenamiento
Las dimensiones varían según el equipo de bombeo (bombas tipos volumétricos
o rotativos de aspersión directa y doble paso, con rendimiento medio de 150
ton/hr). Se recomienda el empleo de conductos de acero de 50 a 60 cm de
diámetro y válvulas de compuerta de fierro fundido.
Almacenamiento
La capacidad media de los depósitos es de 14,000 ton y deben contar con
medidores hidrostáticos; su número depende
e) GRUPO DE FLUIDOS "E" Látex de Caucho
Almacenamiento
Similar al grupo "C" de aceites y vegetales, considerando depósitos revestidos
de cera (micro parafina), equipo de conservación de temperatura (29°C
promedio) conductos de entrada – salida, con válvulas esféricas de acero
inoxidable y una capacidad variable de entre 200 y 250 ton.

43
TEMA 2: OBRAS DE ABRIGO DE ESCOLLERA
1. CLASIFICACIÓN, CARACTERÍSTICAS Y DISIPACIÓN DE ENERGÍA
Una obra de abrigo tiene como función el control de las oscilaciones del mar de
tal forma de generar áreas abrigadas en las que la magnitud de las oscilaciones
permita la realización de las operaciones previstas, con un nivel de operatividad
definido y con la seguridad requerida.
Se compone de los siguientes elementos:
 Núcleo: porción central de la sección de la obra de abrigo que soporta las
restantes capas y que hace las veces de camino durante la etapa
constructiva desde tierra.
 Subcapa: capa en contacto con el núcleo con tamaño creciente desde el
núcleo y hacia el exterior con gradación según la ley de filtro.
 Coraza: capa exterior compuesta por los elementos de mayor tamaño o
peso, que debe ser capaz de resistir la acción del oleaje.
 Pie de filtro: capa de elementos de apoyo de la porción inferior de la
coraza y que debe evitar su erosión.
 Viaducto: estructura construida normalmente de hormigón armado,
colocada a los efectos de facilitar la circulación por el coronamiento de la
obra de abrigo con distintas finalidades.
En resumen, una obra de abrigo debe proveer:
 La disminución de la agitación interior a valores admisibles para el tipo de
operación proyectado.
 Proveer un recinto de dimensiones adecuadas para la actividad portuaria
prevista.
 Ofrecer un acceso seguro de los buques a través de su boca de entrada.
 Evitar niveles inadmisibles de impactos ambientales, visuales o
alteraciones en el régimen sedimentológico que afecten la operatividad
portuaria, las actividades turísticas u otras que se generen en su espacio
litoral o sus adyacencias.

44
Entre las acciones del mar que provocan fenómenos adversos a la operación
portuaria, podemos mencionar:
 Las ondas de corto período (olas de viento).
 Las ondas de mediano y largo período (mareas, entre otras).
 Las ondas de sismos.
 Las corrientes.
 Los fenómenos de erosión y sedimentación costeras.
Las obras de protección deben diseñarse para reducir a niveles aceptables las
contrariedades generadas por estas acciones.
CARACTERISTICAS
 Es una estructura no lineal construida con bloques de roca de
dimensiones considerables, o con elementos prefabricados de hormigón,
(cubos, paralelepípedos, dolos y tetrápodos o quadrípodos).
 Son colocados dentro del agua, próximos a la costa marítima, con la
intención de aumentar el flujo en varias direcciones determinadas, reducir
el oleaje o evitar la decantación de arena.
 El comportamiento de los espigones en la costa marítima está influido por
una gran cantidad de factores, lo que hace que sea muy difícil predecir
con buena aproximación los efectos que éste pueda tener en la práctica.
Por este motivo es muy importante ensayar el comportamiento de este
tipo de estructuras marinas en modelos reducidos.
Figura 1.1 - Vista de
Tetrápodos

45
DISIPACION DE ENERGIA
La estructura disipadora de energía es una parte importante de la obra de
excedencia que tiene por objeto disipar la energía cinética que el agua adquiere
en su caída desde el vaso hasta un sitio adecuado en el fondo del cauce, donde
no genere problemas de erosión o socavación. Estas estructuras se diseñarán
para que el agua, que sale del canal de descarga, se aleje lo máximo posible,
dentro de lo económico, de la cortina o de alguna estructura complementaria. El
tipo de disipador de energía que se diseñe depende de la clase de material que
se tenga en el sitio en que se puede descargar la avenida. Cuando se tenga
roca sana, se puede descargar el agua directamente del vertedor, en régimen
rápido, sin necesidad de pasar a régimen tranquilo, siempre que no vaya a
causar problema a la pequeña presa o bordo de almacenamiento. Si el material
es erosionable, se diseña un tanque amortiguador de sección transversal
rectangular, hecho de mampostería o concreto armado.
Cuando el agua corre contiene gran cantidad de energía y mucho poder
destructivo debido a las altas presiones y velocidades. Éstas pueden causar
erosión, en el pie de la presa, o en las estructuras mismas de conducción,
poniendo en peligro la estabilidad de las estructuras hidráulicas. Por lo tanto se
deben colocar disipadores de energía. Para la selección del tipo de disipador se
debe tener las siguientes consideraciones:
 Energía de la corriente.
 Economía y mantenimiento ya que éste eleva mucho el costo.
 Condiciones del cauce aguas abajo (roca, suelo erosionable, etc.).
 Ubicación de las vías de acceso, casa de máquinas, y demás
estructuras hidráulica ya que su seguridad no puede quedar
comprometida.
 Congelamiento.
 Efecto de las sub presiones y del vapor de agua sobre las
instalaciones.
 Daños causados a la fauna y la flora por la erosión.
 Proyectos y poblaciones aguas abajo.

46
2. ESCOLLERADOS
Las escolleras están formadas por elementos sueltos depositados en el mar, que
pueden ser rocas grandes, costales de fibra rellenos con cemento que se
colocan uno sobre el otro dentro del agua y al fraguar se endurecen quedando
sólidamente unidos, formándose así la escollera, y en los últimos tiempos se
utilizan bloques de cemento que en ocasiones se construyen con cuatro brazos,
llamándoseles tetrápodos. Una vez que queda bien asentada, es posible
pavimentar sobre ella un camino por donde pueden circular vehículos y
personas.
Las obras de escollera están constituidas por bloques pétreos, obtenidos
generalmente mediante voladura, con formas más o menos prismáticas y
superficies rugosas.
• Pontones con grúa sobre cubierta
 Pueden ser autopropulsadas o remolcadas.
 Se utilizan para transportar y colocar los materiales de los mantos y, en
particular, los grandes bloques que por su tamaño no admiten los
gánguiles así como aquellos elementos que deben ubicarse con mucha
precisión.
Figura 2.1 - Pontones colocando escollera

47
La cantidad de escolleras naturales y/o artificiales requerida para la protección
del núcleo es muy variable en función de la sección tipo proyectada, si bien
suelen representar entre el 25% y 50% del volumen del material del núcleo.
Las escolleras naturales o artificiales mayores de 30 kN se colocan de forma
individualizada con grúa, la cual debe tener un sistema de posicionamiento por
coordenadas.
3. DIQUES DE GRAVEDAD, MIXTO.
Los diques son fundamentales en la ejecución de la obra de abrigo estos ofrecen
la solución más efectiva para el control de los caudales sólidos, mediante la
consolidación de laderas y la retención de materiales, sólidos o líquidos,
evitando que se incorporen a la corriente o una vez ya producidos conseguir que
queden reducidos al mínimo por depósito y sedimentación de los mismos.
Objeto primordial de un dique disminuir el paso en el viaje desde el mar abierto a
las una brigada de los puertos o bien ofrecer una protección contra la erosión
costera desde el punto de vista del funcionamiento un di qué puedo esperar de
dos formas:
1) reflexión que es cuando devuelve la energía al mar
2) disipación anulando la energía del oleaje
Estas características y funciones son muy importantes para la construcción de
nuestra terminal de hidrocarburos.
Los diques de gravedad se consideran como estructura de gravedad las que se
calculan en la hipótesis de que su peso es la fuerza que ejerce mayor influencia
en la estabilidad en el campo. En el cálculo de estas estructuras deben tenerse
en cuenta las siguientes condiciones:
a. no deben producirse pensiones de tracción apreciables en ningún punto
del dique para ello es preciso que la resultante de todas las fuerzas
exteriores que actúan por encima de cualquier sección horizontal quede

48
dentro del núcleo central (esta condición da un coeficiente de seguridad al
vuelco superior a la unidad)
b. el dique debe ser estable ante la posibilidad de deslizamiento a lo largo
de cualquier conjunto horizontal o de la base para ello es necesario que la
resultante de las fuerzas que actúan por encima de dicha sección ova se
forme con la vertical un ángulo de tal forma que ángulo sea menor que el
coeficiente de rozamiento correspondiente (fabrica con fábrica o fábrica
con fundación)
c. las tensiones de compresión que se origina se deberán ser inferiores a las
admisibles para el material que constituye el dique.
Los diques de gravedad son aquellos diques calculados de forma que resistan
las fuerzas actuantes sobre ellos (fundamentalmente el empuje del agua o del
terreno) por la acción de su propio peso.
OBJETIVOS
Se trata de obras de corrección y estabilización de cauces que:
- Establecen un punto fijo en el lecho del cauce, controlando su descenso
progresivo.
- Mientras el vaso de embalse que originan se encuentran sin aterrar, el
efecto de presa hace que las aguas embalsadas frenen la velocidad de
llegada de los sedimentos, se depositen los más gruesos y disminuya en
su caudal de vertido la proporción sólida.
- Los depósitos que se producen van formando un aterramiento que eleva
el cauce hasta alcanzar la pendiente de compensación (pendiente de
equilibrio entre la tensión atractiva del agua y la tensión límite de arrastre
de los materiales), menor que la del cauce natural.
- La elevación del cauce, en el entorno que comprende el aterramiento, da
lugar a que el nuevo lecho, elevado y asentado sobre los acarreos
retenidos, tenga secciones de mayor anchura, que posibilitan la

49
circulación de caudales por perfiles de amplia base, con disminución del
radio hidráulico, igual sensiblemente al calado de las aguas.
- La cuña de aterramiento adosada a la obra ejerce sobre los taludes o
laderas que conforman los márgenes del torrente una función
consolidadora, ya sea porque tal cuña sirve de apoyo fijo, no erosionable
por debajo del plano del aterramiento estabilizado, ya porque el derribo
propio de aquellas laderas irá paralizándose al pie de las mismas,
remontándose sobre ellas hasta alcanzar el nuevo plano del terraplén
natural de equilibrio, con lo que se habrá sensiblemente anulado, en el
intervalo de influencia, la aportación lateral más directa de sólidos al
cauce.
El proyecto de los diques debe presuponer:
- comprensión del fenómeno torrencial que se pretende controlar
- correcta ubicación de los diques
- elección funcional del tipo de dique que sea de adoptar para conseguir el
efecto corrector buscado
- normativa de cálculo apropiada para el dimensionamiento estático de la
obra
- cautela en el dimensionamiento hidráulico para tratar de mitigar los
daños en la hora por los caudales de crecida
- análisis técnico económico de los materiales de construcción,
disponibilidad, transporte etcétera
Los diques de gravedad se calculan como su propio nombre indica como
estructuras de gravedad en la hipótesis de que su peso es la fuerza que ejerce
mayor influencia en la estabilidad, por lo que conviene que sea el mayor posible.
Para ello de entre todas las fábricas posibles, suelen adoptarse como materiales
de construcción la mampostería, el hormigón en masa y el hormigón ciclópeo.

50
En su cálculo deben tenerse en cuenta las siguientes condiciones:
- No deben producirse tensiones de tracción apreciables en ningún punto
del dique.
- El dique debe ser estable al deslizamiento a lo largo de cualquier sección
horizontal, incluida la cimentación.
- Las tensiones de compresión que se originen deberán ser inferiores a las
admisibles para las fábricas y el terreno de cimentación.
Estos cálculos se efectúan para la sección del cuerpo central y la
correspondiente a las alas. De las tres hipótesis de cálculo, se calculan
normalmente mediante la hipótesis sin aterrar, por ser la más desfavorable de
las tres.
De entre todas las posibilidades de diseño de los paramentos del dique, el perfil
teórico más económico que puede cumplir las condiciones anteriores es la
sección trapecial, normalmente con el paramento aguas abajo inclinadas y el
agua arriba vertical. A veces, se adopta el criterio contrario con objeto de ahorrar
obra cuando la pendiente del cauce es muy fuerte o para evitar que la lámina
caiga sobre el paramento aguas abajo.
Un caso especial de estructuras de gravedad lo constituyen los diques de
mampostería gavionada, constituidos por jaulas de alambre de forma
paralelepípeda rectangular que se rellenan de piedras no cimentadas entre si.
Suelen diseñarse de paramento aguas arriba verticales y paramento aguas
abajo escalonado, correspondiendo la altura de las hiladas y el ancho del resalto
a las dimensiones del gavión comercial (1 o 0,5 m). En ocasiones, para evitar
que el golpeteo del agua vertiente erosione el gavión, se recurre a revestir con
mortero la superficie en contacto o a adoptar una sección con los dos
paramentos inclinados lo que conduce a un paramento aguas abajo menos
tendido.
Caso aparte son los diques de gravedad aligerados mediante contrafuertes que
permiten disminuir el volumen de obra al absorber el contrafuerte parte de las
tensiones a las que está sometido el dique.

51
Dependiendo de la altura de caída de la lámina de agua y de las características
del terreno aguas abajo, será preciso construir un cuenco amortiguador o bien
disponer una protección de escollera que evite la erosión a pie de dique.
Se hace notar que los diques de gravedad con alturas elevadas (H>5-6 m)
suelen resultar menos económicos que los de hormigón armado.
Figura 3.1 – perspectiva de un dique de
gravedad

52
Diques mixto: si modificáramos los tamaños relativos del elemento rígido y del
conjunto de materiales sueltos pasando gradualmente de la tipología en talud a
la vertical existiría una zona de transición en la que el modo de funcionamiento
no correspondería ni a uno ni otro tipo en este caso el dique se denominaría
dique mixto diríamos que un dique es mixto y no en talud cuando el descenso
brusco de profundidad producido por el talud hace que se inestabilidad de el
oleaje no ha llegado sin embargo dicho oleaje al romper sobre el propio talud
asimismo un día y que es vertical y no me toques cuando el defensa de
profundidad causados por la presencia de la banqueta de cimentación no
modifica sensiblemente al oleaje incidente este caso produciría que el oleaje
llegaste a romper sobre el propio talud de manera que la ola llega al parámetro a
punto de romper aunque alguna vez puede llegar rota.
En estos diques es de vital importancia a entender su funcionamiento emplea
mar es el de reflexión mientras que en bajamar lo hace como un dique en talud.
Figura 3.2 – fuerzas que actúan en un dique de gravedad

53
Veamos el esquema de un dique mixto:
El gran problema de los diques mixtos es que a menudo la ola rompe sobre el
elemento monolítico con excesiva fuerza debido a las presiones impulsivas lo
que hace que funcione mal produciéndose frecuentemente roturas y vuelcos.
Figura 3.3 – Esquema de un dique mixto

54
TEMA 3: DRAGADO
1. NECESIDADDE EJECUTAR LOS TRABAJOS DE DRAGADO
Es necesario para mantener su profundidad y amplitud y asegurar un acceso
seguro para las naves grandes. Los materiales provenientes del dragado de
mantenimiento generalmente presentan un mayor problema de eliminación que
el sedimento más profundo sacado durante el dragado de construcción, puesto
que el sedimento de la superficie se compone de materiales recientemente
depositados que normalmente son contaminados. A fin de atenuar la potencial
liberación de contaminantes del área portuaria, se debe tratar lo siguiente:
 Correcto diseño de las instalaciones de manejo y tratamiento del agua
de lluvia; precipitaciones de aguas servidas y de alcantarilla;
 uso de la tierra local
 Procedimientos para el manejo de materiales peligrosos.
 Tipos de industrias que se permite operar en el área portuario.
Es de gran importancia por el mantenimiento y mejora de sus calados, como en
el desarrollo de nuevas instalaciones o en la creación de nuevos puertos. La
mayoría de puertos necesitan en algún momento trabajos de dragado para
mejorar las condiciones de navegación en su interior. De la misma manera,
estas obras permiten mantener o ampliar los cauces de los ríos, y mejorar su
capacidad de desagüe.
Otro destino cada vez más común del material dragado es su uso como material
de relleno o de sustitución. En diversos tipos de obra se requieren rellenos con
tierra, como puede ser el trasdosado de muelles, en bases de carreteras, en
aeropuertos, o bien la sustitución de terrenos de mala calidad, para mejorar las
condiciones geotécnicas en cimentaciones de muelles o de cualquier otro tipo de
estructura. El dragado también permite excavar zanjas para tuberías o cables.

55
En otros casos, el dragado forma parte de actuaciones de corrección ambiental,
como la limpieza de fondos contaminados o el drenaje de zonas pantanosas.
2. MANTENIMIENTODE PUERTOS
 Mantenimiento en general
 Instalación de fondeos, cadenas y coderas
 Instalación de pantalanes
 Limpiezas de fondos y dragados
 Reparación de descalces
 Balizamientos y anclajes ecológicos
3. CANALES NAVEGABLES
Como se observa en el plano de la terminal de hidrocarburos localizada en
santa Isabel, esta alternativa lo forma un canal de navegación natural, con la
ventaja de que simplifica al máximo la navegación, ya que sería un canal recto.
Naturalmente, el canal es profundo. Para lo cual es necesario efectuar un
dragado de mantenimiento de esa zona. El canal natural se dragaría con draga
de tolva, para depositar el material producto del dragado. El dragado no va a
afectar ni causará impactos secundarios a la productividad de los humedales y
zonas de sedimentación, ya que no habrá descargas hacia éstos ni hacia los
manglares, el material dragado será transportado por el mismo equipo hacia
lugares profundos, debidamente autorizados.
4. EQUIPOS DE DRAGADO
Dada la gran diferencia de condiciones respecto a las obras terrestres, se
necesita una maquinaria especializada para realizar las obras de dragado que
ha evolucionado mucho en los últimos años.
Las inversiones necesarias para financiar este tipo de obras son muy superiores
a las terrestres, por lo que el tipo de maquinaria escogido será decisivo en el

56
coste final de las operaciones de dragado. Por este motivo, es necesario tener
un buen conocimiento de los equipos disponibles en el mercado, en cuanto a
sus características, posibilidades de trabajo, rendimientos y costes.
4.1 TIPOS DE DRAGAS
La elección del equipo más adecuado depende de toda una serie de factores, de
entre los se encuentran las condiciones del emplazamiento (factores marítimos y
meteorológicos, tipo de sedimento, tráfico marítimo, distancia al punto de vertido,
entre otros), el volumen a dragar, el grado de contaminación del material y el
factor económico.
De acuerdo al tipo de obra, para la terminal de hidrocarburos seleccionamos una
draga del equipo de las Hidráulicas, del tipo succión en marcha.
Para nuestro terreno las dragas de succión en marcha nos brindan una
profundidad de trabajo de 4 a 45 m, aunque ya se han alcanzado profundidades
de trabajo que llegan a 120-150 m. La velocidad de navegación, de 17 nudos.
Puede trabajar hasta con una altura de ola de 5 m punto muy importante para
nuestra área costera playera. El tamaño máximo de partícula es de 300 mm y la
resistencia máxima al corte del material a dragar es de 75 kPa.
Figura 4.1 – tipo de dragas

57
También tiene gran versatilidad y capacidad de maniobra, el material a dragar
son sedimentos sueltos, arenas, gravas o arcillas blandas. Estos equipos son los
mejor preparados para resistir condiciones marítimas adversas, estando
diseñadas para trabajar principalmente en mar abierto. Las dragas de arrastre
acostumbran a trabajar en zonas amplias, debido a que sus dimensiones le
impiden trabajar en zonas cerradas, requiriendo un perímetro de giro mínimo de
75 m. Esta draga se acopla al tipo de terminal, un terminal de última generación.
Características
Una draga de succión en marcha es una embarcación autoportante y
autopropulsada, de dimensiones variables, diseñada para dragar de forma
continua elevados volúmenes de material de una forma sencilla y económica, y
admitiendo condiciones marítimas adversas. El material es aspirado por un tubo
dotado en su extremo de un cabezal de succión. A bordo de la embarcación se
instala una bomba que crea el vacío necesario en el cabezal para poner en
suspensión los materiales sueltos en el agua, y se aspira la mezcla agua-
material que se almacena en la cántara de la propia draga.
4.2 CONDICIONES DE USO DE ACUERDO AL EMPLAZAMIENTO Y AL MATERIAL
DE EXTRAER.
Los terrenos a dragar pueden ser de naturaleza muy diversa, desde rocas duras
hasta fangos, por lo que el comportamiento frente a la excavación, al transporte
y al vertido es diferente en cada caso. La naturaleza del material a dragar
condiciona pues en gran medida la draga y la técnica de dragado utilizada.
Para otorgar las autorizaciones de extracciones (dragados) de la terminal, será,
luego de evaluado los efectos públicos marítimo-terrestres, la descarga de los
materiales, y se considerara:
 Quedará prohibida la extracción de áridos para la construcción, salvo para
la creación y regeneración de las playas.
 Tiempo que se otorga de dragado.

58
 Volumen a extraer, dragar o descargar en el dominio público marítimo-
terrestre, ritmo de las acciones y tiempo de trabajo.
 Procedimiento y maquinaria de ejecución.
 Destino y lugar de descarga de los productos extraídos o dragados.
 Medios y garantías para el control de estas condiciones.
4.3 VENTAJAS COMPARATIVAS, PRODUCCIÓN
El dragado utilizado en nuestro terminal será llevado acabo con una draga
hidráulica del tipo “succión en marcha” esta fue elegida por ventajas como lo
son:
- Nos brindara la profundidad de dragado adecuada para nuestro terreno
de playa.
- Esta draga trabaja con olas de hasta 5 metros.
- Gran versatilidad y capacidad de maniobra adecuada para nuestro puerto
de última generación.
- Una sola draga es autosuficiente al poder verter en ella misma los
desechos, algo que otras dragas no hacen.
- Menos mano de obra.
- Menos requerimiento de energía y emisiones.
- Menor inversión y menor costo de mantenimiento.
- Este tipo de dragado también nos hace.
Figura 4.2 – draga hidráulica,
tipo succión en marcha

59
5. IMPACTO AMBIENTAL EN LAS OBRAS DE DRAGADO
El transporte marítimo moviliza más del 82 % del comercio mundial y los
proyectos de desarrollo en puertos y generalmente se asocian con beneficios
económicos de largo alcance para las naciones en desarrollo. El carácter
dinámico e importancia del transporte marítimo puede resultar en proyectos
como el establecimiento de canales de acercamiento, canales, vías acuáticas,
áreas de rotación; construcción de muelles, malecones, rompeolas, y aristas de
encuentro; y la posibilidad de construir puertos de aguas profundas y
prefabricados, y terminales de costa afuera y móviles.
5.1 POTENCIALES IMPACTOS AMBIENTALES
Las operaciones de dragado, eliminación de materiales, desarrollo de la zona
playera en el área, el mayor tránsito marítimo y vehicular del puerto, pueden
resultar en la liberación de contaminantes naturales y antropogénicos en el
medio ambiente. Puesto que existen numerosos métodos de dragado,
eliminación de materiales y construcción, para el establecimiento de
instalaciones en nuestro puerto y variarán las combinaciones de efectos físicos,
químicos y biológicos sobre el medio de interés.
Los potenciales impactos acuáticos incluyen:
 derrames y descargas de petróleo.
 liberación de contaminantes según la Re suspensión del sedimento, el
aflujo superficial, y las descargas de fuentes puntuales.
 destrucción del hábitat.
 cambios en la composición química y circulación del agua.
Los impactos terrestres pueden incluir:
 la contaminación debido a la eliminación de materiales dragados.
 erosión y sedimentación debido a cambios hidrológicos ocasionados por la
profundización y ampliación del canal y desarrollo de la zona playera
(construcción de rompeolas, etc.).

60
5.2 PROCESO DE DRAGADO
Las principales categorías de dragado incluyen tecnologías mecánicas,
hidráulicas y nuevos métodos innovadores. Al elegir la tecnología o combinación
de tecnologías más apropiada para el dragado, el ingeniero del proyecto debe
considerar los siguientes factores específicos para cada sitio:
 restricciones ambientales asociadas con el carácter físico - químico del
sedimento;
 costo y disponibilidad del equipo; ubicación y limitaciones del sitio de
eliminación;
 cercanía a sistemas frágiles como manglares, esteros, aguas subterráneas
regionales y masas de agua dulce;
 condiciones físicas que afectan a los sitios de dragado, transporte y
eliminación; y,
 la interferencia con otros usuarios en los mismos.
5.3 DRAGADO DE MANTENIMIENTO
El dragado de mantenimiento se realiza en canales de acercamiento y
depresiones de las bahías para mantener su profundidad y amplitud para
asegurar un acceso seguro para las naves al recinto portuario. Los materiales
provenientes del dragado de mantenimiento generalmente presentan un mayor
problema de eliminación que el sedimento más profundo sacado durante el
dragado de construcción, puesto que el sedimento de la superficie se compone
de materiales recientemente depositados que normalmente son contaminados.
Este sedimento más reciente suele contener contaminantes naturales y
antropogénicos que pueden originar de la precipitación atmosférica, erosión de
la superficie de las tierras locales y orillas del canal, precipitación de la actividad
biológica en la columna de agua, transporte de sedimento desde las aguas
interiores, descargas de fuentes puntuales, y aflujo superficial del área
circundante.

61
5.4 ELIMINACIÓN DEL MATERIAL DRAGADO
La selección inicial para evaluar las opciones de eliminación constituye un
análisis físico - químico, con el propósito de verificar el carácter geotécnico y la
presencia de contaminantes en el sedimento. Según el carácter físico - químico
del material dragado, su eliminación puede ser confinada, no confinada, o
tratada antes de su liberación en el agua abierta, por la playa, o sobre la tierra.
La eliminación debe efectuarse de acuerdo con los reglamentos aplicables.
Además, es posible que se requiera de un seguimiento a largo plazo del proceso
del dragado y eliminación.

62
TEMA 4: CANALES DE NAVEGACION
1. CANALES DE NAVEGACIÓN
Básicamente un canal no es más que un cauce artificial de agua, siendo su
forma muy variada. La forma perfecta de un canal seria aquella que ofrece la
menor resistencia al avance de las aguas y que la naturaleza ha demostrado
que resulta ser la semicircular, pero dada la dificultad de ejecución de la misma
(no existen máquinas con cuchillas curvas), se opta por secciones trapeciales,
que resulten inscriptas dentro de una circunferencia. También tenemos canales
triangulares, cuya característica particular es que mantienen constante
Los canales de navegación son cauces artificiales o ríos canalizados, destinados
a la circulación de botes, barcazas o buques. Ejemplo de ellos son los canales
de Suez y el de Panamá que comunican dos océanos.
FIGURA1.1 PARTES DE UNCANAL

63
Características:
 Para que un canal sea perfectamente navegable hay que evitar la
evolución de los meandros y las curvas demasiado cerradas y lograr
profundidades específicas. Las dimensiones del canal se determinan por
el tamaño y velocidad de los barcos que los han de utilizar.
 Como forma de sección transversal. Suele adoptarse una de transición
entre la parábola y el trapecio.
 En estos canales el agua está en reposo y su superficie libre es
horizontal; los desniveles del terreno se salvan con esclusas; una vez la
embarcación entra en la esclusa. Se cierran las compuertas y se hace
bajar o subir el nivel del agua según navegue hacia abajo o hacia arriba.
 Los canales de navegación consumen cierta cantidad de agua a causa de
las maniobras de las esclusas, de la evaporación, etc., por lo que hay que
reponer el agua de vez en cuando.
Como hablamos de conducción abierta
El eje hidráulico es siempre descendiente. El movimiento del fluido se debe
fundamentalmente a la pendiente del cauce. Las fuerzas de tensión superficial
son despreciables dadas las dimensiones del cauce, y las fuerzas de viscosidad
también puesto que el comportamiento será hidrodinámicamente rugoso
A la superficie del fondo del canal se le denomina solera y a las paredes,
laterales o cajeros. El calado es la altura de agua en un canal. El resguardo es la
distancia en los laterales desde la lámina libre del agua para evitar reboses.
El número de Froude relaciona fuerzas de inercia y de gravedad. Su valor es
f=
𝑽
√ 𝒈∗𝒉
Siendo V la velocidad media, g la gravedad y h el calado.

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