Análisis numérico y experimental de infraestructuras portuarias

El diseño de infraestructuras portuarias es clave para el adecuado desarrollo de actividades comerciales en los puertos y como elementos clave en la cadena logística del transporte. En los últimos años, los puertos comerciales en España se han visto en la necesidad de realizar importantes inversiones en la mejora de sus instalaciones, la adaptación de infraestructuras existentes y en abordar estrategias que buscan mejorar la eficiencia y competitividad.

Esto es debido, principalmente, al constante crecimiento del Sistema Portuario Español (cuya actividad representa el 1.1% del PIB, según datos de Puertos del Estado), moviendo cada vez más un mayor número de mercancías y pasajeros. Desde el año 2009 el tráfico portuario aumenta del orden de un 5% anual (en Toneladas, según datos de Puertos del Estado). Por otro lado, este aumento del tráfico se ha visto acentuado por el uso de embarcaciones cada vez más grandes, requiriendo una logística más precisa y que reduzcan las paradas operativas lo máximo posible.

IHCantabria es consciente de esta tendencia global, por lo que en los últimos años, ha invertido un importante esfuerzo científico para el desarrollo de nuevas estrategias para afrontar las distintas problemáticas portuarias reales.

Esto le permite llevar a cabo proyectos donde aplicar herramientas propias de última generación que permite asegurar la fiabilidad de los diseños para el desarrollo de las actividades portuarias, y pone al servicio de éstos las instalaciones experimentales del laboratorio de hidráulica costas y offshore, donde se aplican las técnicas de medida experimental más avanzadas.

Metodología

Identificando la mejor técnica de análisis o la combinación de varias, para la caracterización del comportamiento de las infraestructuras frente a la acción de los agentes meteo-oceanográficos, incluyendo eventos extremos como tsunamis o la acción del cambio climático.

Realizando un análisis global de las infraestructuras a lo largo de su vida útil, incluyendo la conceptualización, el diseño, la optimización, la construcción de las infraestructuras, reparación y mantenimiento, y por último, el desmantelamiento.

Combinando el uso de las técnicas experimentales y numéricas. IHCantabria posee más de 35 años de experiencia en el uso de las técnicas experimentales en para el diseño de infraestructuras portuarias, incluyendo obras de abrigo, obras de atraque y amarre y obras auxiliares. En los últimos 20 años ha desarrollado modelos numéricos propios de análisis de la interacción del oleaje con estructuras que son referencia mundial en el campo.

Transfiriendo al sector productivo y a las administraciones públicas encargadas de la gestión de las infraestructuras portuarias las herramientas desarrolladas y las metodologías de análisis a través de cursos de capacitación. IHCantabria ha impartido más de 20 cursos en los últimos 10 años, formando a profesionales de diferentes países como España, EEUU, Canadá, Francia, Países Bajos, Italia, Alemania, Reino Unido, Colombia, Costa Rica, México, Australia o India.

Áreas de especialización

Modelado físico y numérico de la estabilidad y de la funcionalidad de obras de abrigo.

Diseño estructural y funcional de obras de abrigo y estructuras de atraque y amarre mediante técnicas deterministas y probabilistas.

Análisis de estructuras singulares y no convencionales mediante técnicas experimentales y numéricas.

Adaptación y remodelación de infraestructuras portuarias por cambio de uso de las mismas o por efecto de la variación de los agentes climáticos.

Análisis de la vulnerabilidad de las infraestructuras portuarias por efecto del cambio climático y variabilidad climática.

Redacción de propuestas de mejora y de optimización de infraestructuras portuarias.

Análisis de la resiliencia de las infraestructuras portuarias frente a la variabilidad climática.

Desarrollo de sistemas operacionales de construcción de obras de abrigo.

Colaboraciones

IHCantabria ha desarrollado proyectos en el marco de convocatorias competitivas nacionales e internacionales, así como proyectos de transferencia y de consultoría especializada para empresas líderes del sector en un ámbito portuario internacional.

En el marco nacional, IHCantabria colabora activamente con entidades nacionales en la gestión de infraestructuras portuarias, como el Ente Público Puertos del Estado (EPPE), y directamente con las autoridades portuarias, para los que desarrolla proyectos de innovación como SAMOA, para EPPE, o SAFEPORT, para la Autoridad Portuaria Bahía de Algeciras. Además, desarrolla soluciones para entidades de gestión de puertos regionales como Puertos de Cantabria, Ports de la Generalitat, Ports de Illes Balears, Puertos Canarias, Portos de Galiza entre otras, bien directamente con ellos o a través de colaboraciones con empresas.

En el ámbito internacional, IHCantabria colabora con empresas nacionales e internacionales, asistiendo en el diseño y durante el proceso constructivo de obras singulares como las de los puertos de San Antonio en Chile, Aberdeen en Escocia o Açu en Brasil.

Finalmente, participa activamente en comisiones de expertos tales como las Recomendaciones de Obras Marítimas (ROM), promovidas por el EPPE y que son referencia como guía práctica en el diseño y gestión de infraestructuras, así como en diferentes grupos de trabajo asociados a la Asociación internacional de Navegación (PIANC).

PROYECTOS RELEVANTES

ENSAYO EN MODELO FÍSICO 2D DIQUE CALA RAJADA (MALLORCA). UTE E3 – MARCIGLOB CALA RAJADA

El principal objetivo de este proyecto ha sido la realización de ensayos en modelo físico 2D para analizar la estabilidad y funcionalidad de dos nuevos diseños de mejora para el dique de abrigo del puerto deportivo de Cala Rajada en la Isla de Mallorca.

Los nuevos diseños que se plantean tratan de mejorar el comportamiento general de la estructura de protección ya que el dique en la actualidad presenta diferentes problemas de funcionalidad y estabilidad en su dique principal con la presencia de: daños estructurales; movimientos de piezas del manto principal del dique tras la acción de los temporales; y eventos extremos de rebase, así como problemas de operatividad por agitación interior.

 

ESTUDIO DE LA REDUCCIÓN DE LA AGITACIÓN DE LA DÁRSENA DEPORTIVA DEL PUERTO DE SANTA CRUZ DE LA PALMA MEDIANTE EL USO DE UNA COMPUERTA QUE CIERRE COMPLETAMENTE LA BOCANA DE ACCESO. AUTORIDAD PORTUARIA SANTA CRUZ DE TENERIFE

Este proyecto tenía como objetivo el análisis de la colocación de una compuerta que cerrase completamente la bocana de acceso a la dársena deportiva del Puerto de Santa Cruz de La Palma (Islas Canarias) sobre la agitación en la misma. Para ello se realizó un estudio de detalle de la dársena mediante modelado numérico CFD tridimensional (IHFOAM) para las situaciones con y sin compuerta. Para obtener las series temporales frente a la bocana, que eran el dato de entrada del modelo CFD, se realizó previamente la propagación de una selección de estados de mar horarios representativos mediante un modelo numérico tipo Boussinesq. De dichos estados de mar se seleccionaron aquellos que producían condiciones de inoperatividad en la situación sin compuerta para ser simulados con el modelo IHFOAM. Así mismo, y dado que el dique que separa la dársena comercial de la deportiva es permeable, se hizo previo a la simulación 3D una caracterización del mismo mediante modelado numérico CFD bidimensional.
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MODELADO FÍSICO 2D TSUNAMI. ARTELIA Eau et Environnement, S.A.S.

El objetivo del proyecto ha sido la realización de modelado físico 2D en canal de oleaje para estudiar la estabilidad de un dique de protección de una central nuclear frente a eventos de tsunami en Turquía.

El reto de este proyecto fue la creación ad-hoc de un sistema de generación de tsunamis único capaz de recrear las condiciones de tsunami propuestas por el cliente. De otra manera, con los sistemas convencionales de generación de tsunamis (bombeo o empujadores) no habría sido posible llevar a cabo este estudio.

MARINE CLIMATE ANALYSIS, SEDIMENT TRANSPORT ANALYSIS AND HYDRAULIC ANALYSIS OF THE INTAKE SYSTEM OF THE COMBINED CYCLE THERMAL POWER PLANT IN JAMAICA. IMPULSO INDUSTRIAL ALTERNATIVO, SA

Este proyecto se trata de la realización de un análisis hidrodinámico mediante modelado numérico tridimensional del sistema de admisión y la cámara de bombeo del sistema de refrigeración de la planta eléctrica Old Harbour Bay, ubicada en la costa sur de Jamaica.

SOFTWARE Y HERRAMIENTAS

SOFTWARE

INSTALACIONES EXPERIMENTALES

Sede IHCantabria

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JAVIER LÓPEZ LARA

Responsable de Grupo || Experto en Infraestructuras portuarias

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