UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE
AREQUIPA
FACULTAD DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA
MECANICA
CURSO: INGENIERIA NAVAL
MONOGRAFIA SOBRE DRAGAS
DOCENTE: ING. JUAN DAVID CHAVEZ CUELLAR
ALUMNOS:
* CAPPA SALAS GUSTAVO ALONSO
* KCANA SAICO JAIME
* DAVILA MEDINA RODMAN
* SALINAS CCORA DIEGO
* PORTOCARRERO MEDINA JERSON
2016-B
DRAGAS
I.
INTRODUCCION
En el siguiente trabajo desarrollaremos el tema de dragas, teniendo en
cuenta la importancia que tiene el dragado en la extracción, el transporte y el
vertido de materiales que se encuentran debajo del agua, ya sea en el medio
marino, fluvial o lacustre, mientras que también mantiene un papel importante
a la hora de mantener la infraestructura del lecho fluvial y marítimo ya que el
dragado permite que el tráfico marítimo funcione de manera normal. Por otro
lado hay que tener en cuenta que para realizar un buen dragado hay que
tener en cuenta varios aspectos de extracción y de vertido como son: La
batimetría de la zona de dragado y de vertido. Características geotécnicas y
geológicas del material a dragar. Condiciones medioambientales de las zonas
involucradas en la operación de dragado.
Así también como antes nombramos los aspectos a tener en cuenta para un
buen dragado, también haremos hincapié en los equipos que hay para
realizar este trabajo y los aspectos que hay que tener en cuenta a la hora de
elegir la maquinaria. Las dragas las podemos clasificar a partir de dos tipos,
por un lado mecánica y por otro lado hidráulica. Dentro de las mecánicas
podemos encontrar: dragalina, cuchara, pala y rosario mientras que por el
lado de las hidráulicas encontraremos: cortadoras, succión en marcha,
dustpan y succión estacionaria.
Para elegir la maquinaria adecuada para el trabajo se debe tener en cuenta
aspectos como las características del suelo a dragar, la profundidad que
pretende el dragado, y las condiciones ambientales. Nosotros hemos
planteado llegar al objetivo de demostrar que tipos de dragas hay tanto a
nivel general como a nivel puntual, ya sea, funcionamientos, que elementos
son importantes a la hora de dragado, estadísticas, factores importantes entre
otras cosas, a pesar de que hoy en día no son tan conocidas queremos
demostrar la importancia que tienen.
II.
OBJETIVO

Nosotros hemos planteado llegar al objetivo de demostrar que tipos
de dragas hay tanto a nivel general como a nivel puntual, ya sea,
funcionamientos, que elementos son importantes a la hora de
dragado, estadísticas, factores importantes entre otras cosas, a pesar
de que hoy en día no son tan conocidas queremos demostrar la
importancia que tienen..
III.
CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
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sobre el tema
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ordenamiento
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los capitulos
Presentacion
final
del
proyecto
IV.
MARCO TEORICO
Setiemb
re
Octubr
e
Noviembr
e
Diciembr
e
TEMA 1
CONSIDERACIONES GENERALES
1 CONSIDERACIONES GENERALES
1.1 INGENIERIA DE DRAGADO
Vamos a denominar "Ingeniería de Dragado" a los conocimientos, técnicas y
procedimientos técnicos especializados que deben conocer los profesionales que
participan en los equipos técnicos responsables de obras de dragado de Autoridades
Portuarias, Empresas consultoras y Empresas contratistas de obras de dragado
En la Argentina se realizan obras de dragado de diferentes características. Los principales
campos de aplicación son:
· Dragado de mantenimiento de canales de navegación. Entre las obras más
significativas pueden mencionarse: la vía navegable troncal desde Santa Fe al
Océano, el Canal Martín García, los canales de acceso a los puertos de Bahía
Blanca, Quequén y Mar del Plata en la zona marítima, canales de acceso al
Puerto de Buenos Aires y La Plata y los canales de acceso de numerosos
puertos fluviales.
Otra aplicación importante es la ejecución de dragados para el relleno de
terrenos principalmente para countries.
Obtención de áridos para la construcción, principalmente arena
ejecución de terraplenes de defensa de las inundaciones
mejoramiento de redes de drenaje
Se puede estimar el dragado anual en la Argentina en el orden de los 50.000.000 m 3 por
año.
Los temas asociados al estudio, programación, ejecución y contratación de las obras de
dragado no están incluidos, en general, en los planes de estudio de las carreras de grado
de ingeniería u otras especialidades.
Vista la importancia que revisten las obras de dragado en la economía Argentina se ha
incluido esta materia en la curricula de la Carrera de Especialización en Ingeniería
Portuaria.
1.2 DEFINICIÓN DE DRAGADO
En un ambiente acuático, la disgregación y extracción de suelo de un lugar, su elevación,
transporte y deposición en otro lugar respetando en todo el proceso las limitaciones
ambientales
Ambiente acuático se refiere a que el dragado se puede efectuar en el mar, en estuarios,
en ríos, en lagos, en embalses. Los sedimentos a extraer se encuentran bajo agua a
profundidades variables desde pocos metros de profundidad hasta más de 100m de
profundidad. El incremento de la profundidad a la que se realizan operaciones de dragado
es una de las características de los últimos años y ha tenido un gran efecto sobre el
diseño de las dragas.
La disgregación del material se efectúa por diversos medios de acuerdo al tipo de draga.
La elevación del material desde el fondo hasta la superficie se puede realizar por medios
mecánicos o hidráulicos de acuerdo al tipo de draga que se utilice
13
El transporte del material dragado puede realizarse
Por tuberías
Mediante la cántara de la draga
Con barcazas
El lugar de descarga es uno de los elementos que mas influyen en el costo de dragado.
Define la distancia de transporte y el método de transporte y puede ayudar a definir el tipo
de draga. La deposición puede efectuarse:
En tierra
En zonas de aguas de mayor profundidad
Las limitaciones ambientales están dadas por las condiciones de los materiales a dragar y
por las características del medio acuático. Hay una tendencia mundial muy fuerte a
extremar las precauciones para no producir impactos ambientales desfavorables. El
dragado de sedimentos no contaminados, en general, no produce impactos ambientales
significativos, no obstante lo cual hay que hacer un esfuerzo muy grande para
demostrarlo.
1.3 PARA QUE SE DRAGA
La obra de dragado puede ser una obra específica donde el objeto principal es ejecutar un
dragado o parte de una obra civil de mayor importancia donde la obra de dragado es una
parte de la obra principal
¿Por qué se realiza el movimiento de suelos de un lugar a otro? Existen una serie de
situaciones donde es necesario realizar tareas de dragado. Se realiza un listado a
continuación indicando en algunos casos ejemplos representativos
1.3.1 Dragado de canales de acceso y vías navegables.
Esta es una de las aplicaciones más comunes y conocidas de las obras de dragado. En
todos los países del mundo hay requerimientos de dragados de apertura. (capital
dredging) y dragados de mantenimiento.
1.3.1.1 Dragado de apertura
Se denomina en inglés "capital dredging". Cuando se materializa el proyecto de un canal
de navegación hay que dragar por primera vez el material que excede el gálibo del
proyecto. Las características del suelo a dragar son las características del suelo "in situ".
Este dragado se realiza por única vez.
1.3.1.2 Dragado de mantenimiento
Una vez finalizado el dragado de apertura del canal de navegación se requiere efectuar un
mantenimiento periódico del mismo debido a la sedimentación que se produce de los
sedimentos transportados por la corriente de agua. Estos sedimentos son granulares,
medianos a finos, o limo arcillosos. Son diferentes al material "in situ" que se dragó la
primera vez. Por ello los equipos a utilizar son, habitualmente, diferentes.
Ejemplos de obras de estas características pueden ser el canal de acceso al Puerto de
Rotterdam que se mantiene a 72 pies, el canal de acceso al Puerto de Houston, y en la
Argentina el ejemplo mas importante es la vía navegable troncal desde el Océano hasta
Santa Fe.
14
1.3.2 Construcción de puertos
La realización de obras portuarias exige la excavación de las dársenas y zonas de giro y el
relleno de las zonas de muelles. Cuando el material es apto se trata de compensar volúmenes
de excavación y relleno. Esta excavación es más eficiente y económica realizarla mediante
dragas avanzando y abriendo camino desde el agua.
1.3.3 Mejoramiento de las redes de drenaje
Las redes de drenaje naturales, o sea, ríos y arroyos necesitan un mantenimiento en forma
periódica. Por lo tanto para mejorar el escurrimiento se dragan los ríos, aumentando la
sección transversal, efectuando correcciones de márgenes o construcción de obras de
márgenes. Una obra importante de estas características es la realizada en la Provincia de
Buenos Aires para mejoramiento del Río Salado.
1.3.4 Proyectos de Relleno de áreas
En inglés se denomina reclamation. Las áreas elegidas sobre la costa o en bahías se rellenan
mediante material traído desde zonas de préstamo que pueden estar ubicadas a grandes
distancias de navegación. Posteriormente se utilizan estas áreas recuperadas para instalar
aeropuertos, carreteras, áreas residenciales o industriales
1.3.4.1 Parques temáticos
Las obras de relleno a esta escala son caras por lo que el destino final de los terrenos debe
ser comercialmente muy atractivo. Un caso interesante es el relleno de la bahía denominada
Penny's Bay realizado en Hong Kong para la instalación de un Disney World. Se recomienda
la lectura del artículo sobre el tema publicado en PIANC 2002 con los detalles. El video sobre
la construcción del relleno es muy ilustrativo
1.3.4.2 Áreas residenciales
En la Argentina se han construido una serie de countries en la zona norte del Gran Buenos
Aires recurriendo al dragado de lagunas interiores en terrenos de grandes dimensiones para
utilizar el material como relleno de terrenos utilizados posteriormente como áreas
residenciales.
1.3.4.3 Construcción de islas artificiales
Se han construido islas artificiales con diferentes objetivos entre los que se pueden
mencionar:
para explotación de petróleo en el ártico (Canadá)
aeropuertos: como el aeropuerto de Hong Kong, Check Lap Kok Island que se
puede apreciar en la Figura 1.1
15
Figura 1.1 - Aeropuerto Chek Lap Kok en Hong Kong
Aeropuerto Kansai - Japón que se puede apreciar en la Figura 1.1 Bis
Figura 1.1 Bis - Aeropuerto Kansai - Japón
16
Proyecto de Aeropuerto para la Ciudad de Buenos Aires: en 1995 see propuso
la construcción de un aeropuerto en el Río de la Plata a la altura de
aeroparque. Si bien era un buen proyecto no prosperó por diversos motivos
Reserva ecológica de la Ciudad de Buenos Aires - Ver Figura 1 .2
La actualmente denominada "reserva ecológica" surgió cuando en 1980 se
efectuó el dragado del canal d Acceso al Puerto de Buenos Aires. Se
construyó un recinto donde colocar los materiales dragados que con el paso
del tiempo se cubrieron de vegetación.
Para la generación de energía hidroeléctrica
En la Figura 1.3 se muestra una imagen de cómo sería, una vez ejecutada, la
isla tipo atolón propuesta frente a la costa belga para la generación de energía
hidroeléctrica
Figura 1.3 - Isla tipo atolón para generación de energía hidroeléctrica
La isla va a permitir almacenar la energía generada en exceso por siete centrales eólicas
ubicadas en el Mar del Norte. El almacenamiento de la energía sigue una lógica similar a
la empleada en las centrales de bombeo en las zonas de montaña.
17
En el momento en el cual la energía generada se vende a bajo precio se utiliza para
bombear agua del atolón central al mar produciendo un desnivel entre el nivel de agua del
orden de los 20 m entre el interior del atolón yel mar. Este desnivel puede ser utilizado
para generar energía hidroeléctrica en los momentos de alta demanda con precios más
altos. Las dimensiones del atolón son 3,500 m x 2,250 m y una potencia instalada del
orden de los 600 MW con una capacidad máxima de almacenamiento de 2,000 MWh. Se
estima que la obra estará operativa en el 2017.
1.3.5 Construcción de recintos - CDFs
Se denomina CDF (Confined Disposal Facility) a las construcciones que se efectúan para
alojar sedimentos contaminados provenientes de las obras de dragado. Hay una
publicación de PIANC específica sobre este tema. Un buen ejemplo es el construido en
Holanda denominado Slufter. Este recinto fue construido en 1987 con una capacidad de
100.000.000 m", Debido a la buena política de disminución de la contaminación de
sedimentos en el área este volumen ha permitido llegar a la actualidad sin que se utilice
totalmente. En 2011 se prevé aceptar sedimentos contaminados de otros puertos como
Bremenhaven - Alemania que tienen problemas para la disposición de sus sedimentos
contaminados.
Un estudiante holandés, Kay Croonen (2008) realizó como trabajo de tesis para su
maestría en la Universidad Técnica de Delft como parte de la cooperación entre TUDelft y
la EGIP el estudio y proyecto de un recinto (CDF) ubicado en el Río de la Plata para
relocalizar los sedimentos contaminados del Puerto de Dock Sud.
Se recomienda la lectura de la publicación de PIANC referida a este tema con numerosos
ejemplos
1.3.6 Obtención de materiales de construcción
La obtención de arenas y gravas como materiales de construcción es una de las
aplicaciones más habituales de las técnicas de dragado. Inglaterra tiene una flota
importante dedicada a este efecto. Las dragas son de succión por arrastre, de pequeñas
dimensiones y con la cántara diseñada especialmente para este fin. En la Argentina, en
Buenos Aires hay una flota de las denominadas chatas areneras que obtienen áridos para
la construcción de zonas fluviales. En rigor, deberían denominarse "dragas areneras"
18
1.3.7 Relleno de playas
Las actividades recreativas en la zona costera son muy populares en todo el mundo. Por
razones naturales o por influencia antrópica las playas tienden en muchos casos a perder
material disminuyendo su valor turístico. Es habitual que frente a problemas de erosión se
recurra a tareas de relleno o restauración de playas con material aportado mediante
dragas. En algunos casos el material de aporte puede ser utilizado para el recrecimiento
de dunas que son la protección natural del sistema costero. Ver video "Royan Beach
Replenishment - France"
El relleno de playas es una actividad de alto costo que se justifica por el valor que tiene el
m2 de playa disponible en la época veraniega
En la Figura 1.4 indican las playas de Mar del Plata al Norte del Puerto en 2011. Se
aprecia un estado de erosión muy significativo. La solución para este tipo de problemas es
el relleno mediante refulado de arena desde el mar. Para este caso se ha evaluado en
diversas oportunidades aprovechar el material a obtener con el eventual dragado del
canal de acceso al puerto para proceder al relleno de las playas.
19
Figura 1.4 - Playas de Mar del Plata
1.3.8 Sembrado de arena
El objetivo es el mismo que el indicado en el parágrafo 1.3.7 de relleno de playas. Se
utiliza esta denominación como traducción de la actividad de "coast replenishment" que
consiste en colocar arena frente a la costa en lugar que depositarla sobre la playa.
La arena se vuelca en áreas de manera tal que las corrientes y las olas produzcan el
transporte del material hacia la costa. Este método se denomina también "underwater
replenishment". La ventaja que presenta frente al relleno de playa tradicional es que los
costos son menores y que puede ser ejecutado en cualquier época del año sin que los
turistas que visitan la playa sean molestados por las actividades de bombeo en la playa.
Asimismo, en el caso de requerir una intervención de urgencia este método provee una
respuesta rápida. El método se alicado en Holanda, Alemania y Dinamarca con buenos
resultados.
Para esta tarea es necesario utilizar dragas de succión por arrastre de poco calado ya que
la arena debe ser depositada en lugares cerca de la playa. También es importante tener
en cuenta la geometría de las compuertas de fondo. También pueden utilizarse chatas
barreras.
1.3.9 Protección contra inundaciones
El tema de los CEDA Dredging Days 2008 realizados en Amberes, Bélgica incluyen
dentro de uno de los tópicos a tratar el tema obras a realizar mediante movimiento
20
de materiales a través del dragado para la protección de áreas costeras (building coastal
defences, dredging for coastal flood protection) Este tema está relacionado con el
aumento del nivel del mar en las próximas décadas y la preocupación de países como
Bélgica y Holanda (los Paises Bajos) por los efectos que ello puede tener sobre sus
territorios.
En Formosa se realizó mediante el uso de una draga Dustpan el recrecimiento de
albardones para evitar la inundación de zonas vecinas al producirse las crecidas del Río
Paraná
1.3.10 Excavación de trincheras para tuberías
Hay cada vez más tendidos de cables y ductos para transporte de gas o petróleo en las
zonas marítimas. Habitualmente es necesario realizar una operación de nivelado del
fondo para el tendido de las tuberías o de dragado de una trinchera donde se instala la
tubería y posteriormente se cubre con material adecuado. En el Mar del Norte se han
realizado muchas obras de esta naturaleza.
1.3.10.1 Trinchera en la zona de arribo a la costa (Shore approach trench)
El tramo donde la tubería llega a la costa es de particular importancia. Por un lado se
produce la disminución de profundidades a medida que se aproxima a la costa hasta
llegar a cero. En muchos casos esa disminución de profundidades es determinante en el
momento de la selección de equipos para realizar el dragado. Un ejemplo interesante, ver
Malherbe, B (2008) es el caso de Port Sudan donde se realizó la trinchera para el tendido
de dos tuberías para exportación de petróleo de 36" con una longitud de 2,850 m En la
figura 1.5 se presenta el perfil longitudinal donde se aprecia la disminución de
profundidades.
Figure 3. Longitudinal proli1e 01 \he shore-approadl trench (brown sections indicale \he d~ged seaion).
Figura 1.5 - Perfil longitudinal Port Sudan
Dado la dureza del material a dragar (Hard coral rock) se utilizó una draga de succión por
arrastre con un cabezal especial para roca en la zona de mayores profundidades y una
draga tipo retroexcavadora en la zona de menores profundidades.
Como ejemplo en la Argentina puede mencionarse la obra realizada para el gasoducto
Punta Lara - Colonia
1.3.10.2 Gasoducto Estrecho de Magallanes
En Junio 2009 se adjudicó la construcción de un gasoducto para cruzar el Estrecho de
Magallanes a un Consorcio integrado por Royal Boskalis Westminster NV y Allseas Group
SA por un monto de Euros 180 millones con un tiempo de obra de 180 días.
21
La obra consistió en el tendido de un ducto de 2400de diámetro y 38 km de longitud entre
Cabo Espíritu Santo y Cabo Vírgenes en aguas situadas fuera de la boca oriental del
Estrecho. Las condiciones ambientales son severas con profundidades de 70 m,
corrientes muy fuertes y variaciones de marea muy significativas.
El gasoducto tiene una gran importancia estratégica pues vincula los yacimientos
gasíferos de Tierra del Fuego con la red de gasoductos del continente
En ambas cabeceras se realizó una obra de trinchera para ubicación del gasoducto y
posterior relleno.
1.3.11 Mejoramiento de embalses
Los embalses se van colmatando a medida que transcurre su vida útil. Se draga para
recuperar capacidad de embalse. Un ejemplo es la propuesta para dragar el embalse de
la presa de Aswan en Egipto.
1.3.12 Minería de aguas profundas - Deep sea mining
Recuperación de minerales tales como oro, nódulos de manganeso, diamantes, o la
remoción de la tapada para llegar a los depósitos de minerales. Se da un ejemplo en
Tema 9 Parágrafo 9.7.11. En la Figura 1.6 se aprecia las características de nódulos de
manganeso en el Golfo de Finlandia
El incremento de los precios de los fosfatos para su uso como fertilizantes ha alentado a
algunas empresas australianas, tales como Bonaparte Diamond, a buscar fosfatos en la
costa de Namibia. La idea es dragar estos fosfatos y luego procesarlos (2008).
En la revista DPC January 2010 se hace una referencia a un artículo publicado en el
Congreso CEDA Dredging Days 2009 referido a este tema. Se menciona que Royal IHC,
la empresa constructora de dragas, está trabajando en equipos que puedan participar en
la minería de gran profundidad, hasta 3,000 m de profundidad. La conclusión es que la
industria del dragado es un socio inevitable de la minería offshore
Recientemente (2011) se ha publicado que se ha constituido una sociedad denominada
OceanflORE para realizar actividades en conjunto en proyectos de minería de aguas
profundas conformado por Royal IHC y DEME. Royal IHC va a estar a cargo de las
soluciones técnicas y desarrollo y DEME a cargo de la parte
22
operativa. En conjunto analizan los métodos de recuperación, elevación vertical,
tratamiento y separación a bordo del buque dedicado a minería (mining vessel) y traslado.
Se está realizando un estudio de factibilidad para la recuperación de fosfatos en Nueva
Zelanda. En la Figura 1.7 se muestra un esquema del sistema de recuperación en estudio
·
Figura 1.7- Minería de aguas
1.3.13 Minería de arroyos
Una forma de tratar las gravas de arroyos donde se realiza minería de oro es mediante
dragas de succión con cortador diseñadas de forma que puedan ser transportadas hasta
el sitio de trabajo desarmadas.
1.3.14 Minería de carbón
En Ceda Dredging Days 2011 se realizó una presentación muy interesante acerca del
dragado de carbón en Polonia en el proyecto Kobin 1 con una draga de cortador con
rueda frontal de cangilones (bucket wheel) hasta profundidades de 45 m.
1.3.15 Remoción de sedimentos contaminados
Para limpiar vías navegables o zonas portuarias. Mediante un procedimiento muy
cuidadoso se remueven los sedimentos contaminados. Es una tarea compleja y debe
tratarse de no remover mas sedimentos de los necesarios pues todos los sedimentos
removidos deben ser tratados. Un buen artículo que analiza la problemática de remover
sedimentos contaminados y las posibles soluciones se presenta en Berg (2004) Otro
ejemplo de interés es "Unexpected Conditions, Unforeseen Complications and Unplanned
Expenditures: Lessons Learned in the Dredging of PCB-Contaminated Sediment from the
St. Lawrence River por J.B. Cange (2002) En este trabajo se presentan además las
dificultades operativas que suelen presentarse en este tipo de trabajos.
1.3.16 Tapado de sedimentos contaminados
En las zonas portuarias o cercanas a zonas industriales es habitual encontrar depósitos
de material contaminado. Este material puede ser desplazado hacia otros lugares por la
influencia de las corrientes por lo que actualmente se toman acciones para evitar los
efectos ambientales de esos depósitos. Una forma es retirar esos sedimentos como se
analiza en 1.3.15 Cuando no es imprescindible mover los sedimentos puede resultar mas
económico confinarlos mediante una capa de arena limpia que evite la dispersión de los
contaminantes en el medio. A este procedimiento se lo denomina capping Un buen
artículo sobre este tema es "Environmental dredging operations in the Netherlands: a
functional approach Chemiehaven Rotterdam and the Haringvliet Estuary" por Niek J.
Berg (2004). Este tema se desarrolla en el capítulo 18.2
23
1.3.17 Hundimiento de cascos hundidos
En las vías navegables con mucha navegación suelen suceder accidentes de diferente
gravedad. En algunos casos el buque se hunde en la vía navegable y parte del buque
emerge por encima del nivel de fondo comprometido por la autoridad de aplicación siendo
un riesgo para los otros buques que utilizan la vía navegable. En estos casos se pueden
tomar diversas acciones Una de ellas es remover el buque con los costos que ello implica.
Otra solución es dragar alrededor del buque hundido para que se hunda aún más en el
fondo y la parte más elevada del mismo quede por debajo de la máxima profundidad.
Un ejemplo muy ilustrativo es "Deepening the wreck of the Assi Euro Link" por B. Jacobs
(2005) donde se muestran las acciones realizadas y también la forma contractual utilizada
en este caso. Se analiza en detalle este caso en el Tema 9 Parágrafo 9.7.7
1.3.18 Creación de habitats para aves o especies marinas (wetlands)
Las obras portuarias suelen destruir zonas pantanosas donde viven aves o especies
marinas. Una estrategia de negociación con grupos ambientales suele ser la creación de
espacios alternativos para la protección de estas especies.
1.3.19 Remediación de aspectos ambientales
En el parágrafo 1.4.2 se indica una serie de usos que se le puede dar al material dragado
considerado como segundo uso relacionado con la mitigación de aspectos ambientales.
También puede pensarse en dragar específicamente para satisfacer esos usos si las
condiciones económicas así lo permiten.
1.3.20 Construcción de Glory Holes
En el Océano Ártico se realiza explotación de petróleo y se instala en el fondo del mar los
sistemas necesarios para su bombeo. La presencia de icebergs que arrastran sobre el
fondo pone en peligro estas instalaciones. Para protegerlas es necesario dragar un cajón
de 45 m x 58 m x 9 m de profundidad y taludes entre 1:2 y 1 :5 en aguas con
profundidades de 119 m.
Sin duda que una obra de estas características presenta un gran número de dificultades
para su ejecución. Una descripción del problema y las soluciones para realizar la obra se
presenta en "Construction of wellhead protection Glory Holes for White Rose project,
Canada" por Van Es, B. Et al.(2004) . Se describe la operación de dragado del cajón en el
parágrafo 9.7.9 de estos apuntes
1 .4 USOS ALTERNATIVOS DEL MATERIAL DRAGADO
Una excelente referencia sobre este tema es la publicación "Dredged material as a
resource - Options and constraints" PIANC (2009)
La búsqueda de usos para el material obligatoriamente dragado se ha convertido por su
importancia en un tema con entidad propia. El informe de PIANC es muy bueno para
lectura general pues tiene un enfoque holístico. El informe indaga sobre una serie de
temas en forma amplia y es excelente lectura aparte del tema que considera
específicamente
24
El enfoque general adoptado promueve el uso del material dragado en otras aplicaciones
como una forma de encontrar soluciones más económicas globalmente y contribuir a
disminuir así, entre otros aspectos, al rechazo a las obras de dragado.
El material dragado del que se habla es principalmente el que proviene de las obras de
apertura y mantenimiento de vías navegables el que habitualmente se deposita en
lugares aprobados para ello. Esos lugares son limitados y en muchos casos hay
resistencia de diversos grupos a que se realice esa tipo de descarga del material.
El éxito para poder utilizar material dragado como material para otras obras depende de
muchos factores, entre ellos:
-
-
Una buena comunicación: se intenta conseguir la confianza del público,
autoridades y otros que tienen opinión. Se debe explicar adecuadamente lo que se
intenta realizar y los beneficios. Se debe destacar fundamentalmente que el
material dragado es un recurso valioso y no un residuo. También los beneficios de
reubicar el material dragado en medios acuáticos con el monitoreo
correspondiente
Aspectos económicos: se debe enfatizar los beneficios de utilizar el material en
un segundo uso
Aspectos referidos a la legislación vigente: es muy importante asegurar que las
leyes vigentes no ubiquen en forma no intencional el material dragado dentro de la
legislación sobre residuos contaminados, basura o residuos peligrosos
Coordinación: de la oferta de material dragado y la demanda a un nivel local,
regional o del cuerpo de agua
Aspectos técnicos y de manejo: adecuado planeamiento y soluciones
específicas para cada lugar
Aspectos ambientales: es necesario un buen conocimiento de los procesos
medioambientales con planes de gestión ambiental adecuados
Un aspecto de fundamental importancia es poder hacer coincidir la Oferta con la
Demanda. Para ello hay que tener en cuenta:
· La cantidad de material que es importante
· Las características físicas del material que es un aspecto importante
· Los aspectos ambientales que determinan la eventual necesidad de
tratamiento
· La oportunidad que es crítica
La cantidad de material dragado al que se le da un segundo uso es muy dispar entre
países. Hay países que hacen mucho uso de los materiales dragados y otros países que
no hacen nada, que solamente lo depositan en los lugares dispuestos a tal fin. De todas
maneras el material dragado que se vuelca nuevamente en el cuerpo de agua se
considera como un aporte positivo ya que se reintegra al proceso natural de transporte de
sedimentos.
Dependiendo del segundo uso que se le va a dar al material dragado así son las
propiedades que tiene que tener ese material para cumplir satisfactoriamente con los
requerimientos. La Tabla 3.1 del informe de PIANC (2009) indica esa relación para los
diversos usos.
25
1.4.1 Usos para obras de ingeniería
Los usos posibles para obras de ingeniería son:
-Materiales de construcción
-Impermeabilización (isolation)
o Cobertura (capping) de sedimentos contaminados
o Impermeabilización de CDFs (Sitios de almacenamiento de materiales
contaminados)
o Cobertura (capping) de sitios de descarga (disposal sites)
o Rehabilitación de sitios contaminados (brownfield sites)
Protección contra inundaciones y protecciones costeras
o Relleno de playas
o Creación de nuevas playas
o Construcción de terraplenes de protección contra inundaciones
o Construcción de terraplenes bajo agua (Underwater berms)
o Restauración de canteras
1.4.2 Usos para mejoramiento ambiental
Para determinar que los materiales que se van a utilizar son adecuados desde el punto de
vista de sus características físicas y propiedades químicas es necesario realizar ensayos
sobre los mismos y verificar que se cumplen los requisitos establecidos en los
reglamentos correspondientes. Debe destacarse que estos ensayos tienen un costo que
debe tenerse en cuenta en la evaluación global del proyecto sobre todo los que
corresponden al seguimiento posterior de la obra. No hay normas internacionales pero si
hay normas nacionales. Por ejemplo, Holanda y Bélgica tienen normas a estos fines.
Los usos posibles para obras de mejoramiento ambiental son los siguientes: Creación y mejoramiento de hábitats
o Relleno de zonas bajas costeras y recarga de sedimentos en zonas
pantanosas
- Construcción de pantanos para mejorar la calidad de agua (constructed treatment
wetlands) Son como piletas de sedimentación pero en lugar de retener sedimentos
retienen contaminación. Muy bueno!
- Acuacultura: para construir los endicamientos necesarios
Mejoramiento de terrenos agrícolas
Recreación
Reubicación sustentable: es la introducción de material dragado en sistemas
acuáticos para mantener o suplementar el aporte de sedimentos para mantener el
equilibrio de los procesos naturales.
Relleno de zonas de préstamo (pit filling). Pueden haber sido realizados para
extracción de arena
El informe de PIANC incluye numerosos ejemplos que se presentan en un CD adjunto al
informe. También evalúa los diferentes aspectos que hacen al éxito de este tipo de
emprendimientos y los aspectos relacionados con los costos y beneficios de encarar este
tipo de acciones con el material dragado.
26
1.4.3 Sitio del USACE
·
Beneficial Uses of Dredged Material
U.S Amw Coros ofEngincers I Engineer Research and Devclopmcnt Ccnter I u.s. Environmental Protcction A&cncy
Introduction
Engineered
Uses
Ag.iculturall
P,oduc Uses
Most dredged material can be a valuable resource and should be considered for beneficial
uses. The purpose of this site is to demonstrate potential beneficial uses of dredged material by
presenting existing case studies as examples. Category descriptions, procedural outlines, and
reference resources are also provided.
Tbis slte is a collaborative effort between
U.S. Environmental Protcction A~ end U.S. Anny Coms of Engineers
CommellfS /
OA
Wllo", lo collfacl
Web Dale: September 1997
Updated: January 24, 2003
27
Como información complementaria de este tema puede consultarse el sitio
www.wes.army/mil/el/dots/budm donde se puede acceder a una descripción de Usos de
Material dragado.
Engineered Uses Land
Improvement
Description
Dredged material may be used for land improvement when the quality of existing land is not adequate for a planned use or
where the elevation ofthe land is too low to prevent occasional flooding. As with land creation, tbe suitability of a particular
dredged material for land improvement will depend largely on the intended use of the improved land.
Proven methods have been developed for land improvement by fiJling with the fine material, such as silts and cJays,
produced by maintenance dredging. Various dewatering techniques may be utilized, such as: subdividing the placement
area to allow filling to a limited depth on a rotational basis; reworking the filled area with low ground-pressure agricultural
or earth-moving equipment; and mixing coarse-grained material with the fine-grained upper layer.
Dredged material offluvial origin is primarily eroded topsoils and organic matter that may be used on land of poor
agricultural quality to improve the soil structure. Even material dredged from a saline environment may, after treatment, be
suitable for use as topsoil. Mildly contaminated soils can be used for nonconsumptíve land uses. Land improved using fine
material is generally oflower strength than land improved using coarse-grained material. Potential applications include
dairy and arable farming, recreation areas, playing fields, golf course, parks, light residential development or light
cornmercial storage areas.
Recommended Sediment Types
· Rack
· Gravel and sand
· Consolidated cJay
· Siltlsoft cJay
· Mixture
Project Map oC United States
Reference Links
• USMJLNew York pistriet DMMP Benefical Uses ofDredged MaterialJ,¡lnd Site Remediation
Case Studies
· Bark Olmp Run Demo......u
· !tJyou La Bmnehe. LA
· Bodkin Isla",!. MD
· Claremant Channel, NJ
· Dillingham. AK
· Fally Island, g;
· Galbraith GolfCourse. Oakland CA
· Mission Bay. San Diega, CA
· Palmvrn Cove Demonstlatian Praject. NJ
· Patriots Poinl Park. SC
· San Frnncisco Bav Salt Pond #3 CA
· Southwest Pass LA
· Wine [sland LA
Land CreationI Land ImprovementI Berm C~I ShQre ProlectionI Replacemenl Filll Beach NourishrnentI Capping
Beneficial Uses ofDredged Material
También se pueden consultar los "Case Studies" propuestos en el sitio
1. DIFERENCIA ENTRE PEQUEÑAS OBRAS DE DRAGADO Y GRANDES OBRAS
1.5
DE DRAGADO
Es difícil establecer un límite entre movimiento de suelo convencional que se realiza en
cualquier obra civil y una obra de dragado. En este curso nos vamos a referir a
28
obras de dragado que requieran equipos especiales y una organización y logística propia
de las obras de dragado. La obra de dragado es capital intensiva, requiere personal
especializado que trabaja bajo el régimen de personal embarcado, tecnología de
avanzada y utiliza equipos de alto valor especialmente diseñados para la obra.
TEMA 2
INVESTIGACIONES DE CAMPO NECESARIAS PARA LAS OBRAS DE
DRAGADO
2 INVESTIGACIONES DE CAMPO NECESARIAS PARA LAS OBRAS DE
DRAGADO
2.1 GENERALIDADES
Las investigaciones de campo necesarias para las obras de dragado se conocen en inglés
como Field investigations, y también como Pre tender information o Pre contract
investigations porque están directamente relacionadas con la presentación de ofertas a
licitaciones o con la firma de contratos.
Las investigaciones de campo para las obras de dragado son tan importantes para el
Contratista como las especificaciones técnicas del Pliego para describir las características
y dificultades del trabajo a realizar.
La Internacional Association of Dredging Companies (IADC) publicó una nota técnica
denominada "Facts about site investigations" IADC (2007) donde analiza los aspectos
mas relevantes acerca de las investigaciones de campo. En el documento plantea la
pregunta ¿Cuándo es necesario realizar una investigación de campo? La respuesta es
"Siempre"
IADC (2008) publicó asimismo un documento denominado "Facts about surveying" que
presenta en forma muy clara los aspectos fundamentales del tema. Se recomienda su
lectura.
PIANC (2012) publicó el Report N° 47-2012 denominado "Use of hydro/meteo information
for port access and operations". En el Capítulo 4: "Adquisition of hydro/meteo information"
da información muy completa y valiosa sobre instrumental y métodos recomendados.
Una publicación interesante para consultar es el Rock Manual publicado por CIRIA (2012).
En el Capítulo 4 "Physical site conditions and data collection", pp 300-460 presenta
información valiosa referida al tema. Se recomienda su lectura. CIRIA es el acrónimo de
"Construction Industry Research and Information Association". El sitio web es
www.ciria.orq. Las publicaciones de CIRIA son muy valoradas en la industria de la
construcción y vale la pena visitar el sitio y consultar las publicaciones disponibles.
Los resultados de las investigaciones de campo tienen influencia en :
-la selección del tipo de equipos a utilizar
-el cronograma de la obra
-los costos finales de la obra.
Por su importancia deben efectuarse con gran cuidado y planificación y debe dárseles la
importancia que se merecen, el tiempo necesario para realizar las investigaciones de
campo y la asignación de recursos adecuados.
El objetivo de realizar las investigaciones de campo para el Comitente es contar con los
datos de base para poder realizar un adecuado proyecto de las obras. Al Contratista le
permite realizar una adecuada planificación de la obra y determinar el nivel de riesgo que
corre al presentar una oferta. Por eso, hay determinados parámetros que adecuadamente
medidos no significan ningún riesgo para la ejecución del contrato, mientras que otros
pueden llegar a presentar indefiniciones
importantes que pueden llegar a traducirse en demoras en la ejecución del contratp y/o
mayores costos.
Los estudios de campo por su complejidad y costo se hacen en una forma progresiva. En
primera instancia los hace el Comitente por su cuenta, a través de subcontratistas o por
medio del Ingeniero a cargo del proyecto de la obra de dragado. En la etapa de ofertas,
dependiendo de la magnitud de la obra y de la calidad de los datos disponibles pueden
realizar estudios de campo las mismas empresas de dragado interesadas en la ejecución
de la obra.
Un tema de gran importancia es determinar de quien es la responsabilidad por el
suministro de los datos.
En el caso de que El Comitente se haga responsable por la calidad de los datos de campo
se arriesga a tener variaciones de costo de la obra en función de datos diferentes que se
encuentren en la realidad, cosa mas que factible que suceda. Por ello es habitual que el
Comitente suministre toda la información que dispone pero sin asumir responsabilidades
por la calidad de la misma.
Una alternativa para superar este aspecto es tomar los datos existentes como base para
la oferta pero acordando variaciones de precio de acuerdo a lo que realmente suceda
durante la ejecución del contrato.
La alternativa mencionada se utiliza poco en obras de dragado sobre todo cuando el
Comitente es el Estado pues uno de los objetivos del Comitente es tener un precio final
definido al momento de la formalización del contrato, aspecto que utilizando el criterio
indicado previamente no se lograría hasta la finalización de la obra
Por otra parte el objetivo del Contratista es lograr una rentabilidad adecuada en las obras
que ejecuta por lo que si debe asumir el riesgo de la calidad de los datos de campo debe
incorporar este riesgo en su cotización.
En la Conferencia organizada por CEDA en Noviembre 2006 en Londres denominada
"Conference on Contract Management" se realizó una presentación destacando el tipo de
datos de campo requerido y su importancia. Ver CEDA (2006)
Estos aspectos son de gran importancia en la redacción del contrato como se indica en el
Tema 16: Contratos de Dragado.
Los factores que se detallan a continuación son importantes para el diseño de la obra y
también para determinar cómo afecta cada uno de ellos el comportamiento de las dragas
sometidos a sus efectos. Por ello, algunos de los efectos sobre las dragas se mencionaran
en los capítulos correspondientes cuando se proceda a describir cada tipo de dragas.
Las principales áreas a investigar son:
§ Relevamientos
batimétricos
§ Datos hidrodinámicos
§ Investigaciones geológicas y
geotécnicas Transporte de sedimentos
§ Datos meteorológicos
§
Limitaciones ambientales
En la conferencia realizada en Londres, Noviembre del 2006 y organizada por CEDA se
mencionaron como importantes también los siguientes aspectos
§ Obstrucciones
§ Arqueología
§ Limitaciones legales y operativas
En los trabajos realizados para la ampliación del Puerto de Rotterdam se incluye junto con
Arqueología los aspectos relacionados con:
§ Paleontología
En el desarrollo del tema se pretende poner de manifiesto la importancia de contar con los
datos de campo pero no profundizar en los métodos para obtenerlos o analizarlos. Los
aspectos vinculados con mediciones de campo han sido vistos por los alumnos con cierto
detalle en otras materias de la Carrera de Especialización. Por ello, en este curso no se
profundiza en los aspectos relativos a la ejecución de las mediciones en sí sino que se
destacan principalmente los aspectos de importancia relacionados con Ingeniería de
Dragado. Por otra parte hay numerosas publicaciones que se pueden consultar donde
este tema está desarrollado con amplitud como Bray (1997) y PIANC (2000). Asimismo
PIANC (2012 publicó un interesante documento referido a la adquisición y pronóstico de
información hidrometeorológica para operaciones portuarias que puede resultar de
interés. Se recomienda también consultar los apuntes del Tema 3 de la Materia Diseño de
vías Navegables.
De los aspectos mencionados mas arriba las Investigaciones geológicas y geotécnicas se
evalúan en forma separada en el desarrollo del Tema 3 de este curso por su importancia
dentro de los datos necesarios para el proyecto.
Los aspectos que se relacionan con los aspectos medioambientales, especialmente la
medición de turbidez se presenta en el parágrafo 18.2.4 de estos apuntes
§
Figura 2.1 - Lancha de relevamientos con variedad de sensores
En la Figura 2.1 se presenta un esquema de una lancha de relevamientos con una
variedad de sensores donde OBS corresponde a "optical backscatter sensor" o sea,
sensor óptico por retro dispersión que se detalla en el parágrafo 18.2.4
2.2 RELEVAMIENTOS BATIMETRICOS
La ejecución de relevamientos batimétricos es una tarea que se realiza en forma continua
a lo largo de todo el desarrollo de la obra de dragado. Por ello hay relevamientos que se
ejecutan durante la etapa de proyecto de las obras, previo al comienzo de las obras de
dragado, durante la ejecución de las obras, al finalizar las mismas y posteriormente para
el seguimiento de la sedimentación en las áreas dragadas. Por ello es muy recomendable
contar con profesionales, equipos de relevamientos de campo y procedimientos de
procesamiento de la información de campo confiables y modernos.
2.2.1
Objetivos a cumplir
En los parágrafos que siguen se indica el objetivo de realizar los relevamientos, llamados
en forma genérica, batimétricos
2.2.1.1
Requerimientos para las obras de dragado
Los objetivos a cumplir en forma específica para la obra de dragado son:
-determinar el volumen a dragar mediante la comparación entre el estado
natural del fondo y el perfil de dragado de proyecto
-determinar el volumen disponible para descarga de sedimentos en las
zonas de descarga
-verificar que se han alcanzado las profundidades especificadas en el
contrato
-en los casos en los que se debe ejecutar un relleno en áreas costeras se
utilizan los resultados de los relevamientos batimétricos para calcular el
volumen de relleno necesario para lograr la cota de coronamiento
proyectada
-garantizar que las profundidades son adecuadas a lo largo del recorrido
que deben efectuar las dragas entre el lugar de dragado y el lugar de
descarga
2.2.1.2
Restos náufragos
La ejecución de relevamientos, ante la presencia de restos náufragos debe determinar la
ubicación de los mismos con precisión para poder evaluar las tareas subsecuentes a
ejecutar sobre los mismos. Este aspecto está relacionado con los aspectos arqueológicos
mencionados en 2.2.1.5. Para su detección pueden utilizarse magnetómetros.
2.2.1.3
Obstrucciones
Es fundamental determinar la existencia de cualquier tipo de obstrucciones que puedan
limitar las operaciones de dragado tales como cables de teléfono submarinos, oleoductos,
gasoductos. Para su detección pueden utilizarse magnetómetros.
2.2.1.4
Basura portuaria
También se denomina "debris". La basura portuaria (anclas, cadenas, cubiertas, otros)
presenta muchas dificultades para su dragado por lo que la existencia de la misma y su
cuantificación es muy importante. Cuando se describan los equipos de dragado
específicamente se va a indicar la capacidad o no de dragar este tipo de material. Debe
destacarse que es muy difícil de cuantificar.
En la Figura 2.2 se muestra una imagen típica de basura portuaria y en la Figura 2.3 se
muestra basura portuaria extraída de Puerto Mar del Plata en una campaña de limpieza
de muelles realizada en 2013. Se destaca la gran cantidad de cubiertas y redes.
Figura 2.2 - Basura portuaria
Figura 2.3- Basura portuaria extraída de Puerto Mar del Plata en 2013
2.2.1.5
Aspectos arqueológicos
Los aspectos relacionados con restos de interés arqueológico que pueden aparecer
durante la ejecución de las obras de dragado son un tema relativamente novedoso pero
que toma cada vez más importancia. No hay que descuidarlo en la programación de los
trabajos pues puede, en caso de aparecer en forma imprevista, requerir ejecutar estudios
o acciones que pueden llegar a tener efecto en los cronogramas de la obra. Es un tema
con no tanta influencia como los temas ambientales pero que tiene gran repercusión en
los medios de comunicación. En este caso la aparición de restos con calidad arqueológica
presenta un riesgo tanto para el Comitente como para el Contratista por lo que suele ser
provechoso trabajar en conjunto para resolver el problema. Para este tema no hay
recomendaciones ni normas en vigencia pero seguramente aparecerán en algún
momento.
Una buena medida precautoria es tratar todos los restos náufragos o similares que
pueden llegar a encontrarse en la zona a dragar como de cierta importancia y realizar
sobre ellos estudios someros sistemáticos para eventualmente descartarlos como de
interés arqueológico con fundamentos.
Una muestra de este interés es la realización de la Conferencia organizada por CEDA en
Abril 2011 en la Institution of Civil Engineers en Londres denominada "Identifying
Archeological Sites at Sea" dictada por P. Baggaley de la firma Wessex Archeology. Esta
empresa ha estado involucrada en mas de 70 proyectos donde, mediante la utilización de
datos geofísicos, ha realizado la identificación de sitios de interés arqueológico. Los
proyectos van desde grandes proyectos regionales de caracterización medioambiental
hasta investigaciones de restos náufragos individuales. En escala temporal los proyectos
van desde un avión de la Segunda Guerra Mundial hasta a hachas de piedra de la Edad
Paleolítica. En este caso se identificó el hacha en el material dragado al ser descargado
en un relleno en Holanda lo que llevó posteriormente a una investigación exitosa del área
de donde se había dragado el material.
En general la identificación lograda mediante estudios geofísicos lleva luego a verificación
mediante buceo o mediante investigaciones geotécnicas.
2.2.1.6
Materiales de guerra
En inglés de denomina "unexploded ordnance - UXO". En general corresponde a bombas
que fueron lanzadas en su momento y no explotaron por lo que deben tratarse con mucho
cuidado. No es un material típico que se encuentre en la Argentina pero si en muchos
otros países. Es un material muy difícil de cuantificar
pero si puede ser bien revisto en el contrato.
§
Figura 2.4 - Bomba encontrado en el Río de la Plata
En la Figura 2.4 se muestra una bomba encontrada durante la ejecución de tareas de
dragado en el Río de la Plata.
Para la detección de estos materiales pueden utilizarse magnetómetros.
2.2.2
Equipos para efectuar los relevamientos
Los relevamientos batimétricos se han realizado desde hace muchos años mediante
ecosondas de una sola frecuencia según el tipo de suelo existente en el fondo. Por
ejemplo, se han utilizado ecosondas de 210KHz para suelos de arena y 30 KHz para
suelos con barros. El relevamiento mediante ecosondas se realiza habitualmente
recorriendo piernas paralelas separadas distancias que pueden ir desde 50 m hasta 1.000
m dependiendo de la zona a relevar y la escala de representación de los relevamientos.
Es evidente que se conoce con precisión solamente la traza del recorrido efectuado
debiéndose interpolar entre perfiles para el resto de los puntos.
Para detectar basura portuaria o cualquier otro elemento sobre el fondo se recomienda
utilizar sistemas de barrido lateral denominados Side Scan Sonar. Pueden utilizarse
también sistemas multihaz pero en la mayoría de los casos tienen menor definición.
Lanckneus (2007) recomienda el uso conjunto de estos equipos.
Recientemente se ha incorporado a la lista de equipos de relevamiento los sistemas
denominados Geo Swath de la firma Geoacustics que son un sistema combinado de
relevamiento batimétrico multihaz con mediciones de barrido lateral. Se puede obtener
información sobre estos equipos es www.geoacustics.com La utilización de este tipo de
equipos permite tener una descripción del fondo en forma completa.
Otra alternativa para realizar relevamientos batimétricos es el denominado LlDAR (Laser
Imaging Detection and Ranging) que se basa en la reflexión de la luz y no en ultrasonido.
LlDAR es un sistema de relevamiento mediante laser óptico aerotransportado que se
puede utilizar en aguas relativamente poco profundas. La profundidad máxima a la que
pueden realizarse los relevamientos en aguas claras es de aproximadamente 25 metros.
Este método permite relevar áreas de gran tamaño en forma rápida y eficiente. Se utiliza
mucho en los EEUU en relevamientos efectuados por el USACE.
Este método no puede aplicarse cuando las aguas presentan turbidez. En el año 2000 se
realizó una prueba para ver la factibilidad de utilizar este método en el Río Paraná Medio
que no fue exitosa debido a la turbidez permanente de las aguas del río.
Como vemos en este caso se utiliza un principio físico distinto al ultrasonido y además el
vehículo para llevar el instrumental no es una embarcación sino un avión o helicóptero,
con lo que se tiene mayor velocidad para efectuar los recorridos.
En DPC Febrero 2009 se pone de manifiesto la conveniencia de trabajar con equipos de
relevamiento asociados con software de procesamiento para obtener mejores resultados.
Así menciona una experiencia donde se utilizaron equipos Kongsberg
(www.kongsberg.com) con software de procesamiento integral provisto por CARIS
(www.caris.com) a partir de un convenio de trabajo en conjunto de las dos firmas.
Para la detección de objetos con características ferro magnéticas tales como tuberías,
restos náufragos, basura metálica como hierro o acero, materiales de guerra (UXO) y
otros similares pueden utilizarse magnetómetros.
2.2.3
Procesamiento de la información
Cuando se efectúa relevamientos mediante perfiles la herramienta mas adecuada para el
procesamiento de los datos obtenidos es la utilización de un Modelo Digital de Terreno
(DTM). El Modelo Digital de Terreno toma los puntos relevados y hace pasar una
superficie de segundo orden por esos puntos con lo cual la interpolación entre los mismos
mejora sensiblemente con respecto a las interpolaciones lineales.
Cuando se utilizan equipos tipo Geo Swath la cartografía resultante da una descripción
continua del fondo. El sistema viene con software muy potente para el procesamiento de
los datos
2.2.4
Comparación de relevamientos
En general es bastante habitual que en una zona existan relevamientos batimétricos de
diferentes épocas. La comparación de estos relevamientos puede dar tendencias de
sedimentación o erosión.
2.2.5
Equipo especializado
En las obras de dragado de cierta magnitud los trabajos de relevamiento batimétrico son
muy importantes en cantidad y requieren habitualmente un equipo permanente
de trabajo. Además del trabajo de campo hay que tener en cuenta el trabajo de gabinete
para la elaboración de planos y documentación técnica
2.3 DATOS HIDRODINAMICOS
Los datos hidrodinámicos son necesarios para el diseño de las obras de dragado y para
determinar las posibilidades de funcionamiento de las dragas y sus equipos de apoyo
elegidos para realizar el trabajo
2.3.1
Niveles de agua
La variación de los niveles de agua de un lugar está determinada por si es una zona fluvial
donde depende del ciclo hidrológico o una zona marítima con influencia de mareas.
La profundidad disponible en un lugar al iniciar la obra de dragado determina en algunos
casos el tipo de draga y tamaño de draga que puede utilizarse. De la misma manera en lo
que respecta a las profundidades máximas.
La medición de los niveles de agua en forma continua en el espacio y en el tiempo es
necesaria para tener una adecuada reducción de los sondajes.
2.3.2
Corrientes
Los valores de intensidad y dirección de la corriente influyen de manera diferente sobre
cada tipo de draga sea porque afecta el comportamiento de la draga o porque tiene
influencia sobre los sedimentos que están siendo movilizados. Este aspecto se va a ver
dentro de las condiciones límites al estudiar cada draga en particular.
Las corrientes también tienen efecto sobre las dragas que requieren estar ancladas para
realizar su operación.
En el caso de sedimentos a dragar ambientalmente sensibles las corrientes juegan un
papel muy importante en su dispersión.
2.3.3
Olas
Las condiciones de oleaje de un lugar determinan si una draga va a poder operar y en el
caso de que pueda hacerlo cuanto tiempo va a perder en la operación por condiciones de
oleaje adversas. Por lo tanto las condiciones de oleaje nos permiten efectuar una
selección del equipo y método de trabajo y estimación de las demoras.
Hay que tener en cuenta los casos donde es necesario trabajar con equipos de apoyo que
en general son más sensibles al oleaje por sus menores dimensiones. Por ejemplo, las
embarcaciones necesarias para efectuar el recambio de personal de la draga tienen una
limitación del orden de 1 m de altura de ola para periodos del orden de los 8 segundos
[Bray (1997)]
2.4 TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
El volumen de transporte de sedimentos es difícil de determinar ya sea mediante
mediciones de campo, estudios de gabinete o modelos matemáticos. Hay una serie de
situaciones que se presentan en las obras de dragado en que pasa a ser un factor de gran
importancia.
En el caso de obras de una cierta duración el conocimiento del transporte de sedimentos
permite calcular el dragado de mantenimiento que va a ser necesario realizar durante el
dragado de apertura. Dependiendo de cada cuanto se realicen las mediciones y como
esté estipulado contractualmente la oportunidad de realizarlos, método de medición y
pago puede tener una gran influencia sobre los costos.
En el caso de dragado de trincheras temporarias con deposición del mate rial al costado
de la trinchera puede ser un tema muy importante sobre todo si por algún motivo se
produce una demora superior a la pensada originalmente entre la apertura de la trinchera
y la colocación del tubo, por ejemplo.
El riesgo de tener valores equivocados es grande a menos que se realicen estudios muy
detallados. Siempre queda el aspecto a definir de quien es el que tiene que hacer los
estudios.
2.5 DATOS METEOROLOGICOS
Es habitual que exista abundante información meteorológica para el sitio de trabajo o
lugares cercanos obtenida por servicios meteorológicos. En la Argentina se puede
obtener muy buena información del Servicio Meteorológico Nacional, el Servicio
Meteorológico de la Armada y en muchos casos de instalaciones aeroportuarias. Debe
efectuarse el procesamiento de los datos de acuerdo al interés específico del proyecto.
2.5.1
Viento
Los vientos de gran intensidad además de producir olas de viento pueden obligar a
interrumpir las operaciones de dragado y desplazamiento hacia zonas protegidas. El
viento hace que la maniobra de los buques sea más difícil, especialmente en áreas
confinadas. El viento afecta más a las embarcaciones menores, especialmente las
barcazas vacías. Pueden producir asimismo el garreo de anclas
2.5.2
Lluvia
Las lluvias intensas afectan la eficiencia de equipos y personal. Las lluvias pueden afectar
el material dragado puesto en tierra. Afectan también a los operarios a cargo de las
tuberías en obras de relleno
2.5.3
Niebla
La niebla obliga a navegar y operar con visibilidad reducida con lo que restringe los
movimientos de las dragas y embarcaciones de apoyo produciendo demoras. En aguas
con navegación comercial pueden llegar a interrumpir el dragado. Aunque la draga puede
navegar con sistemas de posicionamiento pueden producirse colisiones con otros
buques. Hay que tener en cuenta la demora en las operaciones por este motivo. En
algunos lugares y épocas del año puede ser significativo ..
TEMA 4
DRAGA DE CANGILONES
4. DRAGA DE CANGILONES
4.1. CONSIDERACIONES GENERALES
La draga de cangilones pertenece al grupo de las denominadas dragas mecánicas y
comparte con ellas sus principales ventajas y desventajas. Este tipo de draga se utiliza
desde hace mucho tiempo y es un equipo muy robusto que bien mantenido puede dar
muchas satisfacciones.
El diseño básico de las dragas de cangilones ha permanecido inalterado por muchos
años. La acción de dragado se realiza mediante un rosario continuo de cangilones los
que levantan el material del fondo y lo elevan por encima del nivel de agua. Los
cangilones quedan dados vuelta al pasar por el extremo superior del rosario y se
descargan por gravedad sobre planos de descarga que conducen el material dragado a
barcazas que se colocan al costado de la draga.
Top tumbler
Side
chute
,
"
.
'\
Underwater faírleads
ladder
Figura 4. 1 - Vista general draga de cangilones
El peso del rosario de cangilones está soportado por una escalera de acero. Esta
escalera está montada en el medio de un largo pontón rectangular. El posicionamiento
y movimiento del pontón se efectúa mediante un sistema de anclas y guinches
El guinche frontal es habitualmente el más potente y provee la reacción a la fuerza de
dragado y se utiliza para hacer avanzar la draga contra el frente de corte. Los cuatro
guinches transversales se utilizan para desplazar la draga transversalmente. El
guinche trasero ayuda a mantener un equilibrio global balanceando otras fuerzas que
pueden aparecer producidas por las variaciones en los niveles de agua o variaciones
en las reacciones a la fuerza de dragado. En lugar de anclas y guinches la draga
puede tener dos pilones.
ADVANCE
----
---Movement
across face
Side anchors
Figura 4.2 - Forma de avance
La fuerza de rotura del suelo que aplica el cangilón en el fondo a través del labio de
corte o eventualmente dientes puede ser muy importante.
ladder hoist
wires
Depth
of cut
Figura 4.3 - Profundidad de corte
Esta fuerza depende del tamaño y masa de la draga, la forma y capacidad del
cangilón, y la potencia y características del sistema de arrastre.
Cuando se utiliza para dragar materiales duros como arcillas consolidadas o rocas
blandas el rosario se modifica y se colocan cangilones más pequeños y se reduce la
velocidad de la cadena
En los casos en que se draga roca se puede reemplazar un cangilón cada tres por un
sistema de dientes (ripper line)
Las dragas de cangilones se clasifican en función de la capacidad de cada cangilón
que puede variar entre 150 y 1200 litros.
Figura 4.4 - Cangilones cargados
Bray (1998) menciona que en los últimos 30 años el número de dragas de cangilones
pequeños a disminuido a un tercio, mientras que las de cangilones por encima de los
800 litros se mantiene. Esto probablemente se debe al hecho que las dragas de
cangilones grandes se utilizan en los casos en que hay volúmenes importantes de
suelos duros, lo que pueden hacer a precios más baratos que las dragas tipo
retroexcavadora.
La velocidad del rosario puede llegar a 30 cangilones por minuto.
Figura 4.5 - Descarga a barcaza
4.2
ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
Se pueden mencionar los siguientes aspectos constructivos:
-Escotadura: puede ser abierta (más común) o cerrada (preferible cuando la
draga debe navegar)
-Escalera: viga de sección variable, de igual resistencia a la flexión
-Prisma superior e inferior: su giro produce el movimiento del rosario. El
inferior, por razones de resonancia, tiene al menos una cara más que el
superior. A mayor número de caras, menor desgaste, pero también exige
cangilones más pequeños. Configuración habitual (no excluyente): prisma
pentagonal superior y hexagonal inferior.
-Rosario: puede ser abierto (hay un eslabón intermedio entre baldes) o
cerrado (un balde por eslabón). El primero permite usar baldes de mayor
capacidad. El segundo (más empleado en dragas japonesas), requiere
baldes más pequeños, pero permite mayor uniformidad en el esfuerzo a que
está sometido el rosario en el proceso de dragado. El rendimiento es similar
porque la disminución de capacidad de los baldes se sustituye con el mayor
número de éstos.
-La zona de corte de los baldes suele reforzarse con aporte de material duro.
En ocasiones es recambiable. Algunos tienen dientes en caso del dragado
de suelos de alta compacidad.
-Los cangilones se encuentran vinculados a los eslabones. Estos, al
desplazarse sobre las caras del prisma giratorio, producen el movimiento de
la escalera.
-Los cangilones apoyan en su desplazamiento sucesivamente sobre rodillos
móviles (roletes) vinculados a la escalera. Estos deben engrasarse de
manera permanente. Los rolos sufren un fuerte desgaste producto del
contacto con el balde, del mismo modo que los eslabones al
desplazarse sobre las caras del prisma. Esto requiere la ejecución de tareas
de mantenimiento que deben programarse adecuadamente.
4.3
VENTAJAS DE LA DRAGA DE CANGILONES
La draga de cangilones presenta una serie de ventajas
-Tiene la ventaja de tener un proceso de dragado continuo, lo que es una
excepción entre las dragas que utilizan baldes o cangilones para dragar.
-La dilución del material no es muy significativa y por lo tanto se pueden
alcanzar cargas altas en las barcazas sin mucho vuelco (overspilling)
-Cuando se dragan limos muy blandos (barros) el vuelco puede ser
significativo
-La precisión del dragado es buena porque el borde de corte de los
cangilones sucesivos pasan a la misma profundidad mientras la escalera se
mantenga en la misma posición con respecto al pontón. Se pueden lograr
precisiones del orden de los 10 cm.
-Al ser un dragado continuo se puede obtener un nivel bastante uniforme del
fondo.
-El proceso de dragado no es demasiado sensible a la presencia de restos
de diferente tipo o pequeños cantos rodados. Interrumpen el dragado la
presencia de cables o cadenas.
-El hecho de que la construcción de la draga sea pesada asociado a sistema
elástico de amarre permite continuar con la operación de dragado de
materiales blandos en la presencia de olas moderadas.
4.4
DESVENTAJAS DE LA DRAGA DE CANGILONES
La draga de cangilones presenta una serie de desventajas entre las cuales se pueden
mencionar las siguientes:
-El campo de anclas que puede perturbar la navegación
-La dependencia de la carga en barcazas que reduce las posibilidades de
realizar rellenos
-Baja eficiencia en los casos que se requiere dragar espesores pequeños de
material
-Niveles de ruido que son superiores a los de otras dragas. Debido al
movimiento mecánico de grandes cangilones de metal sobre marcos
metálicos la draga de cangilones es el peor tipo de equipo con respecto al
ruido. Se pueden esperar niveles de ruido de 115 dB en las proximidades de
la draga. Niveles aceptable (50 a 70 dB) se pueden tener ecien a algunos
cientos de metros de distancia.
-En materiales cohesivos pegajosos los cangilones pueden tener problemas
al vaciarse
-La draga no es apta para trabajar en aguas con muy poca profundidad. La
catenaria del rosario por debajo de la escalera resulta muy pronunciada y se
tiende a realizar sobredragados mayores a los necesarios.
-La construcción de la draga es pesada y la dotación de personal alta. En
consecuencia se tienen altos costos de capital y costos operativos
-La draga es habitualmente remolcada por remolcadores. Si la distancia es
larga o las condiciones de mar medianas a severas la draga debe
desmantelarse para su traslado. Como consecuencia los costos de
movilización son altos.
-Si bien en ocasiones resulta apta para el dragado de fondos sucios, como
ocurre en el interior de puertos, la presencia de restos como cables, anclas y
trozos de chapa puede trabar el rosario y exigir la remoción con oxicorte u
otros métodos de estas obstrucciones
Figura 4.6 - Vista de draga en dique seco
4.5 MÉTODO DE OPERACiÓN
El sistema de fondeo mediante anclas juega un papel muy importante tanto en el
posicionamiento de la draga en la posición de corte como durante la excavación con
los cangilones
La draga opera desplazándose paralelamente a su línea de crujía, filando los
travesines de una banda y cobrando las de la opuesta. En ese movimiento, que se
realiza a una velocidad regulada, los cangilones van extrayendo el material del lecho
de manera continua.
Una vez concluida una pasada (que puede ser en ambos sentidos para hacer un
dragado de limpieza) o más de una (si el frente de ataque requiere realizar más de un
corte), la draga se posiciona en su eje de trabajo y cobra el cable del ancla de avance,
con lo cual adelanta hasta la nueva sección de corte.
El frente óptimo, si bien depende del tipo de material, suele estar en el orden de los 2 ó
3 metros. En el caso de materiales blandos y poco cohesivos, por ejemplo sedimentos
recientes como los que se encuentran en el Río de la Plata, conviene
trabajar, si el frente de ataque no es excesivo, a la mayor profundidad posible, ya que
se derrumba la parte superior y el excedente se remueve con un dragado de limpieza.
Al avanzar, el travesín no puede quedar detrás de la perpendicular al eje de crujía de la
draga, ya que pierde agarre. Cuando se da la situación límite, deben relocalizarse las
anclas utilizando un pontón con guinche u otra embarcación equivalente
Como se mencionó anteriormente, la draga oscila entre las anclas de proa (Ver Figura
4.2 o también Figura 4-6 de Vlasblom). El cable de avance tiene una longitud de 1 a 2
veces la capacidad del cangilón en litros. Esto significa que para las dragas de gran
tamaño puede ser de 1 a 2 km de longitud. Es claro que con estas grandes longitudes,
se deben tomar medidas para prevenir que se reduzca el radio de giro por arrastrar el
cable de proa por el fondo. Cuando el cable está sobre el espejo de agua se lo coloca
sobre uno o más pontones o flotadores.
En el dragado a pie de muelle, el campo de anclas sobre la banda de los muelles se
reemplaza por una corredera generalmente instalada entre bolardos. El cable del
travesín se vincula a una polea que se desliza sobre la corredera. La retenida de popa
se suele colocar sólo cuando existen corrientes fuertes en dirección del avance
4.6
CICLO DE PRODUCCIÓN
4.6.1
Velocidad transversal
La velocidad transversal durante el corte está gobernada por:
-las características del material
-la profundidad de corte
-la cantidad que se mueve para adelante
-la velocidad del rosario
El tiempo para atravesar el frente del corte se obtiene aproximadamente dividiendo la
longitud del frente (m) por la velocidad del guinche (m/min)
4.6.2
Número de cortes
El número de cortes para llegar a la profundidad deseada depende del espesor del
manto a dragar y la profundidad de cada corte. La profundidad de cada corte depende
de las características del material y de las características de la draga que se está
utilizando. A veces se necesita un corte final de limpieza. El número de cortes se
obtiene dividiendo la profundidad a dragar (incluyendo el sobredragado) por la
profundidad del corte sumando uno, si se considera que un corte de limpieza es
necesario.
4.6.3
Avance sobre el frente para nuevos cortes
El tiempo requerido para esta operación depende del material a dragar y de la altura
del frente. Si por algún motivo debe levantarse la escalera este avance puede tomar
algunos minutos. En caso contrario es una operación rápida. Otra cosa es establecer
un nuevo frente lo que lleva bastante mas tiempo.
4.6.4
Cambio de barcazas
Cuando se opera con una barcaza por banda normalmente no hay pérdida de
producción. Si el trabajo permite operar con barcazas en una sola anda de la draga
como sucede cuando se está dragando el frente de muelle se necesitan entre 5 y 15
minutos para realizar el desatraque y atraque. Esto debe tenerse en cuenta al calcular
la producción de la draga.
4.6.5
Movimiento de anclas
Este aspecto es muy dependiente de la idoneidad de la tripulación. Una buena
tripulación en condiciones favorables debería ser capaz de limitar la interrupción de las
operaciones solamente para los casos en que hay realizar movimientos del anclaje
frontal. Para este caso pueden llegar a requerirse entre 15 y 30 minutos. Puede llegar
a requerirse de 10 a 20 minutos adicionales para cada movimiento de anclas adicional.
Cuando el espesor de material a ser removido, el tiempo utilizado en movimiento de
anclas va a ser importante y en casos extremos puede exceder el tiempo productivo.
4.6.6
Producción diaria
La producción va a estar dada por la siguiente relación:
Producción (m3/h) = [(capacidad del cangilón (m3) x coeficiente de llenado de cada
cangilón)] x velocidad del rosario (en cangilones por minuto) x 60 min/h x rendimiento
La velocidad del rosario en función del tipo de material se puede obtener de la Tabla
4.1
La influencia del esponjamiento del material puede introducirse en esta expresión, pero
resulta más adecuado contemplarla en la capacidad de almacenamiento de la chata
barrera donde se descarga el material (ver par. 4.6 Ciclo de dragado)
La producción diaria se obtiene multiplicando la producción horaria por el número de
horas de trabajo netas. De acá surge, aunque parezca obvio, que una forma muy
directa de aumentar la producción es aumentar el número de horas de trabajo.
La producción de la draga de cangilones es mucho menor que la de la draga de
cortador y que la de la draga de succión por arrastre. En condiciones normales se
pueden obtener niveles de producción entre 50 y 110 m 3/hora (Bray 2008)
Tipo de suelo
Material muy blando (weak)
Material blando
Material duro (stiff)
Material muy duro (stiff)
Roca partida
Roca blanda
Velocidad (cangilones/minuto)
25 a 28
18 a 22
15 a 18
12 a 15
8 a 12
3a5
Tabla 4.1 Relación entre la velocidad del rosario y el tipo de suelo
4.6.7
Factor de inclinación
El factor de inclinación tiene en cuenta la reducción de la capacidad efectiva del
cangilón cuando la escalera está siendo utilizada con un ángulo que causa un vuelco
del material por la parte de atrás del cangilón. El ángulo óptimo es aproximadamente
45°. Se expresa en función de la relación profundidad de dragado actual (da) vs
profundidad de dragado normal (dn)
da/dn
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
Factor
0,46
0,58
0,69
0,84
1,00
0,84
Tabla 4.2 - Factor de inclinación
4.7
BARCAZAS
Se denomina barcazas a las embarcaciones de apoyo que se utilizan para recibir el
material de dragado por parte de la draga y se ocupan de transportarlo hasta el lugar
de descarga. Se utiliza el término "barcaza" pero también se pueden utilizar los
términos "gánguil", "chata", "chata barrera", "barcaza tipo split" o "barcaza de casco
partido"
Las barcazas tienen capacidades de transporte medida en m 3 muy variable
encontrando barcazas desde 400 m3 de capacidad hasta 4.000 m",
Los gánguiles que se utilizan en el Puerto de Buenos Aires son embarcaciones de 65
m de eslora, 12.5 m de manga, 3.5 m de puntal, 2.75 m de calado, una cántara de 675
m3 y que navegan a una velocidad promedio de 14 km/h.
Las barcazas que se utilizan para el transporte del material pueden ser del tipo de
casco abierto, denominadas tipo "Split" como las que se muestran en la Figura 4.7
f
.
'
- ;~:\ \
Como ejemplo de barcazas de fondo partido de grandes dimensiones puede mencionar
se las 5 barcazas construidas por JDN denominadas LAigle, La Boudeuse, LBtoile,
Le Guerrier y Le Sphinx. En la Figura 4.8 se muestra una de las barcazas con el
casco partido abierto
Figura 4.8 - Vista de la barcaza con el casco partido abierto
Estas barcazas son autopropulsadas y se piensa utilizarlas para el transporte de
material dragado por la draga de cortador J.F.J. De Nul, y tienen una capacidad de 3
700 m3 cada una. Estas barcazas fueron construidas en el astillero Tianjin Xinhe
Shipyard de China ..
En la Tabla 4.3 se indica las principales características de estas barcazas
Hopper Capacity
Deadweight
Length Overall
Breadth
Draught Loaded
Principal Particu/ars
2 x 1,850 kW
3,700 m3 Propulsion
Power
Bowthruster
6,310 ton
550kW
Power
99.5 m Speed
13.0 kn
19.4 m Accommodatio
10
n
2005 - 2006
5.85 m Built In
(Le Guerrier and Le
under construction
Sphinx
2007)
3
Tabla 4.3 - Características principales barcaza 3,700 m
4.7.1
Alquiler de barcazas tipo Split
En el mercado internacional se pueden alquilar este tipo de barcazas. Por ejemplo, con
la empresa "Macon Charter", P.O.Box 240, 4460 AE Goes, The Netherlands, tel.
+31.(0)113-613100,
fax.
+31.(0)113-614190,
info@shipyarddedonge.nl,
www.shipyarddedonge.nl.
Se ofrecen barcazas como la "Little Boy" que tiene las siguientes características - Ver
Figura 6.9
Caracteristicas generales barcaza "Little Boy"
Dimensiones: 72.00 x 16.50 x 5.50 m.
Capacidad de cántara: 2100 m3
Peso específico: 1,8 ton/m3
Clasificacion: Bureau Veritas Coastal
Bandera: Holandesa
Máxima altura de ola: 3 m.
Bowthruster: 400 kW
Guinches de amarre: 2 x 15 tons
Esta barcaza puede ser empujada por un remolcador por popa. Tiene un bow thruster
de 400 kW lo que permite una maniobra muy fácil de la barcaza
Figura 4.9
4.8
CICLO DE DRAGADO
El ciclo de dragado está compuesto por todas las operaciones necesarias para poder
mantener la operación de dragado en forma continua. Nos interesa fundamentalmente
determinar la duración total del ciclo de dragado. En el caso de la draga de cangilones
que tiene una operación continua el ciclo de dragado depende del ciclo de las chatas
barreras que se encargan de la disposición del material.
Aplicaremos como caso de estudio datos correspondientes al dragado del interior del
Puerto de Buenos Aires. Adoptamos los siguientes datos para la draga:
o Velocidad del rosario: VR [c/min]
o Capacidad del cangilón e [m3]
o
Coeficiente de llenado de cangilón: CII
o Coeficiente de Rendimiento: r
paso de buques, etc.)
p = e .c .V.60.r
3
.
min/h
P = 0.80 *0.70*22c/min*60
*0.85
P=600 m3/h
22 c/min
0,80
0.70
0.85 (tiempos muertos,
Quiere saberse cuántos gánguiles son como mínimo necesarios para no interrumpir la
operación de la draga.
Para el cálculo se va a considerar los gánguiles que se utilizan en el Puerto de Buenos
Aires que como se indicó más arriba tienen una capacidad de cántara de 675 m 3 y que
navegan a una velocidad promedio de 14 km/h.
La distancia de descarga se encuentra a unos 20 km de la zona de operación.
En función de estos datos calculamos:
o Velocidad de navegación del Ganguil: Vg [km/h]
o Distancia de la zona de descarga: d [km]
o
Tiempo de navegación del Ganguil: tg [h]
14 km/h
20 km
t =2. d/v
g
t = 2* 20km/14 km
tg = 2h,50 min
El tiempo de maniobra (amarre y desamarre de la chata a la draga) es del orden de 10
minutos y el de descarga en la zona de refulado se adopta en 5 mino
o Tiempo de maniobra: tm [h]
o Tiempo de descarga en refulado: td [h]
o Tiempo total de transporte: Ir [h]
0.17h(10min)
0.08 h (5 min)
tT = tg + tm + td
tT = 2h,50min+ l Orninr Smin ~ =3h,05min
En el cálculo de la producción horaria del gánguil debe contemplarse el esponjamiento
del material. Valores correspondientes a los limos que se dragan en el Puerto de
Buenos Aires están en el orden de 1.20.
o Capacidad de cántara del ganguil: CG [m3]
oCoeficiente de esponjamiento:
O
o Producción horaria del gánguil: H [m3/h]
675 m3
1.20
H = CG /g.(1/ tT)
H
= 675m3/1.20 .(1/3h,05min )
H =180 m3 / h
Considerando el efecto de esponjamiento del material, se calcula el tiempo en que la
draga puede completar el gánguil:
o Tiempo para llenado de ganguil: L [h]
L= CG /g.(1/P)
L= 675m3 /1.20.( 1/600m3/Hh)
L=55min
Se calcula entonces el ciclo completo de la chata barrera
o Ciclo completo de la chata barrera: Ci [h] Ci =tT +L
Ci =3h,05min+55min
Ci=4h
El número mínimo de chatas a emplear se calcula haciendo el cociente entre la
producción P de la draga de cangilones y la producción horaria H del gánguil. Para el
caso del Puerto de Buenos Aires, donde sólo puede operar una chata por banda por la
presencia de muelles, la producción de la draga debe afectarse por un coeficiente que
contemple la interrupción del dragado durante el tiempo de amarre y desamarre
respecto del tiempo de llenado. Para los valores del ejemplo, ese coeficiente es de
aproximadamente 0.85
N=P/H.Ce
N=( 600 m3 / h) /(180 m3 / h *0.85)
N=4
Al número obtenido por el cálculo se le debe adicionar una barcaza que es la necesaria
para mantener la continuidad del proceso. La práctica indica que si la zona de
descarga está muy alejada del puerto, conviene tener un gánguil de reserva. Es
preferible que éste se encuentre circunstancialmente inactivo a que lo esté la draga.
Con respecto a este aspecto Vlasblom (2004) menciona que puede suceder que el
factor limitante sea la provisión de gánguiles. Esta situación puede producirse por una
serie de factores entre los que se puede mencionar:
Aspectos meteorológicos y condiciones de oleaje
Interferencias causadas por la navegación de buques
Pasaje a través de puentes y esclusas, en el caso que los hubiere
Velocidades diferentes entre los gánguiles
Tamaños diferentes de los gánguiles
Demoras en la descarga
Claramente, en el caso de una draga de cangilones existe siempre la posibilidad que
no haya un gánguil disponible para la carga en algún momento. Los aspectos
mencionados precedentemente pueden ser razonablemente estimados en lo que hace
a sus valores medios y desviaciones estándar lo que es suficiente para los cálculos en
trabajos de poca magnitud e importancia. Sin embargo, para trabajos de mayor
envergadura se recomienda realizar una simulación tipo Monte Cario para determinar
la probabilidad de demoras por falta de gánguiles.
6.9
FACTORES LÍMITES
Las dragas de cangilones pueden operar dentro de las condiciones límites que se
especifican a continuación:
Mínima profundidad de agua: La profundidad mínima está limitada por la catenaria que
forma el rosario de cangilones. Se estima que la mínima profundidad de agua será del
orden de los 5 m
Máxima profundidad de dragado: La profundidad máxima estará determinada por el
largo de la escalera y la inclinación que alcance. La profundidad máxima estará en el
orden de los 35 m
Máximo ancho de corte (una sola pasada): Estará determinado por el giro y el sistema
de anclajes, se estima en el orden de los 150 m
Altura máxima de ola: Dado que la draga está fijada a un sistema elástico de amarres,
permite trabajar en presencia de oleaje moderado. Las alturas máximas se estiman del
orden de los 1.5 m
Swell máximo: Bajo el mismo criterio, puede definirse un valor de 1 m para el máxi mo
swell.
Corriente de través máxima: Considerando el sistema de fijación elástico mencionado,
y el importante peso de la draga, puede estimarse el valor en 2 nudos Espesor de hielo
máximo: 100 mm
Máximo tamaño de piedra: 1500 mm
Fuerza de compresión máxima (roca sana): para el dragado de rocas, pueden
colocarse cangilones más pequeños, más pesados y reducir la velocidad del rosario.
La máxima fuerza de compresión puede estimarse en 10 MPa.
6.10
EQUIPOS AUXILIARES
Para realizar normalmente la operación de dragado la draga de cangilones requiere de
los siguientes equipos auxiliares.
Se pueden utilizar diferentes cangilones para diferentes materiales. Pueden ser de
diferentes tamaños. La draga puede llegar a tener dos tamaños diferentes.
Se utiliza un pontón especial para soportar el cable frontal por encima del nivel del
agua.
Se utilizan distintos tipos de ancla según el tipo de suelo.
El número, capacidad y tipo de las barcazas ser elige en función de los
requerimientos del trabajo
Se utiliza un remolcador para efectuar los movimientos de la draga de un lugar a
otro
Como en todo trabajo de dragado es necesario contar con relevamientos actualizados
de las zonas dragadas y de las zonas a dragar por lo que es necesario contar con una
embarcación para efectuar los relevamientos batimétricos.
6.11
MATERIALES QUE DRAGA
La draga de cangilones tiene la capacidad de dragar un amplio rango de materiales
como se muestra en la Tabla 6.4
Rocas: En los casos en que se draga roca se puede reemplazar un cangilón cada tres
por un sistema de dientes. Cuando se utiliza para dragar materiales duros como
arcillas consolidadas o rocas blandas el rosario se modifica y se colocan cangilones
más pequeños y más pesados y se reduce la velocidad de la cadena
Cantos rodados: Son adecuadas para materiales compuestos de dimensiones
reducidas. Los cantos rodados grandes son empujados a un costado o se traban en la
escalera
Gravas: Se dragan con relativa facilidad. El desgaste puede ser muy alto dependiendo
de la mineralogía y angularidad de las gravas
Arenas: Draga bien todo tipo de arenas
Limos: Cuando se dragan limos muy blandos se vuelca mucho material desde los
cangilones cuando se realiza la elevación
Arcillas: Las arcillas pegajosas producen problemas al descargar el cangilón.
Debris o fondo sucio: La presencia de cables o cadenas en el fondo interrumpen el
dragado
Tipo de material
Roca sedimentaria blanda
Roca partida
Cantos rodados grandes
Cantos rodados medianos
Gravas
Gravas arenosas
Arenas
Limos
Arenas cementadas
Arenas arcillosas firmes
Arcillas limosas blandas
Arcillas limosas firmes
Arcillas cohesivas o pegajosas
Suelos orgánicos
Debris
Capacidad de dragado
R
B
R
B
B
B
B
R
B
B
B
R
R
B
M
TEMA 3
ELECCIÓN DEL EQUIPO DE DRAGADO
CAPITULO 3
3
3.1
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
3.2.6
3.2.7
3.2.8
3.2.9
3.2.10
3.3
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.4
3.4.1
3.4.1.2
3.4.1.3
3.4.1.4
3.4.1.5
3.4.2
3.4.2.2
3.4.2.3
3.4.2.4
3.4.2.5
3.4.3
3.4.3.2
3.4.3.3
3.4.4
3.4.4.2
3.4.4.3
3.5
íNDICE
ELECCIÓN DEL EQUIPODE DRAGADO
CONSIDERACIONES GENERALES
ASPECTOS A CONSIDERAR EN LA ELECCIÓN
Características generales del proyecto
Características de los suelos
Profundidad de dragado
Condiciones ambientales
Nivel de producción requerido
Lugar y método de disposición
Aspectos logísticos
Nivel de contaminación de los sedimentos
Otros
Tipos de dragas disponibles
MECANISMOS DE DRAGADO
Flujo gravitacional
Excavación por erosión
Excavación por corte
CLASIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS DE RAGADO
Dragas mecánicas
Draga de cangilones
Draga de cuchara de almejas
Draga tipo retroexcavadora
Draga tipo pala
Dragas hidráulicas
Draga Dustpan
Draga por inyección de agua
Draga de succión simple
Draga de succión por arrastre
Dragas combinadas
Draga de succión con cortador
Draga de succión con cortador vertical
Otras dragas
Rastra de fondo
Arado
ASPECTOS CARACTERISTICOS PARA LA ELECCIÓN DEL EQUIPO
DE DRAGADO
3.6
3.7
3.8
3.8.1
3.8.2
RELACIÓN ENTRE TIPOS DE DRAGAS Y SUELOS A DRAGAR
MATRIZ DE COMPARACIÓN
EJEMPLOS DE ELECCIÓN DE EQUIPOS DE DRAGADO
Trinchera en Port Sudan
Puerto de Melbourne - Australia
Figura 3.1
Figura 3.2
Figura 3.3
Figura 3.4
Figura 3.5
INDICE DE FIGURAS
Croquis de una draga de cangilones
Croquis de una draga de cuchara de almejas
Croquis de una draga tipo retroexcavadora
Croquis de una draga de succión simple
Croquis de una draga de succión por arrastre
Figura 3.6
Figura 3.7
Figura 3.8
Figura 3.9
Croquis de una draga de succión con cortador
Rastra de fondo
Aptitud de dragado
Perfil longitudinal Port Sudan
íNDICE DE TABLAS
Tabla 3.1
Tabla 3.2
Tabla 3.3
Aspectos característicos para la elección del equipo de dragado
Matriz de comparación
Comparación entre CSD y TSHD
3 ELECCIÓN DEL EQUIPO DE DRAGADO
3.1 CONSIDERACIONES GENERALES
Dado un problema que requiere realizar tareas de dragado uno de los aspectos más
importantes para la ejecución exitosa del proyecto es efectuar adecuadamente la
elección del equipo de dragado más eficiente para realizar las tareas. Esta elección
depende de una serie de factores que se enumeran en el parágrafo 5.2
Los equipos de dragado operan en función de determinados mecanismos de dragado
que se detallan en el parágrafo 5.3
Una clasificación de los equipos de dragado en función de cómo efectúan su función y
los diferentes tipos de dragas que se incluyen en cada grupo se presenta en el
parágrafo 5.4 Se sugiere consultar también la referencia IADC (2011) "Facts about
dredging plant and equipment"
Debe tenerse en cuenta que en muchas oportunidades el equipo ideal para la
ejecución del trabajo no está disponible en la flota del Contratista sea porque no lo
tiene o porque está ocupado en otras tareas de dragado o porque el área geográfica
donde hay que realizar las tareas se encuentra muy alejada. Por ello en determinadas
oportunidades se realizan algunas tareas con los equipos disponibles más que con los
equipos más aptos.
En el desarrollo de los temas siguientes del curso se va a indicar para cada tipo de
draga el tipo de proyectos donde realiza los trabajos de manera mas eficiente y cuales
son las condiciones límites en las que puede operar.
Es importante destacar que existen diversos tipos de dragas y diversas formas de
emplear cada una de ellas dependiendo de las características particulares de cada
proyecto. Por otra parte ninguna draga está diseñada para dragar en todo tipo de
condiciones o sea que hay una especialización de los equipos tanto por tipo de equipo
como por tamaño.
El tipo y cantidad de material a dragar, el sitio de descarga, los factores ambientales
reinantes, la disponibilidad de equipo de dragado apropiado o los costos de
movilización son algunos de los factores que juegan un rol importante en la elección del
tipo de draga a utilizar.
3.2 ASPECTOS A CONSIDERAR EN LA ELECCIÓN
La elección del equipo de dragado más adecuado para un determinado trabajo se
realiza teniendo en cuenta una serie de aspectos siendo los principales:
Las características del suelo a dragar
La profundidad de dragado
Las condiciones ambientales
Con esta información el Contratista elige una o más dragas apropiadas para el trabajo
de su flota o se contacta con un proveedor de equipos de dragado para disponer del
equipo más eficiente desde el punto de vista técnico y económico para el trabajo.
Es necesario efectuar una evaluación correcta del proyecto pues incluso operaciones
de dragado que aparentan ser si mples pueden convertirse en
operaciones complejas. Incluso proyectos que no tienen gran escala pueden
complicarse por el escaso margen de maniobra propio de los contratos pequeños.
A continuación se detallan los principales aspectos que influencian la decisión al elegir
un equipo determinado. Los aspectos que se indican deben tomarse en su conjunto
pues en algunos casos presentan requerimientos contrapuestos
3.2.1
Características generales del proyecto
La definición del proyecto, el objetivo principal de las obras, el área geográfica donde
se desarrolla y otros aspectos similares orientan en primera instancia sobre los equipos
que pueden utilizarse.
3.2.2
Características de los suelos
Las características de los suelos a dragar son el aspecto que mas influencia tiene en la
elección del equipo. Además de las características físicas es importante conocer los
volúmenes a dragar y su distribución espacial
3.2.3
Profundidad de dragado
Las profundidades máximas a dragar, mínimas y las existentes en el trayecto a realizar
entre el sitio de dragado y el sitio de descarga determinan condiciones límites para los
equipos de dragado. Puede afectar el tipo de equipo que puede utilizarse o su
importancia
3.2.4
Condiciones ambientales
Dentro de las condiciones ambientales las condiciones de oleaje y corrientes pueden
hacer que determinados tipos de dragas sean menos favorables que otras.
3.2.5
Nivel de producción requerido
Determinados proyectos requieren niveles de producción que solo pueden ser
obtenidos mediante determinado tipo de dragas o tamaño de equipos.
3.2.6
Lugar y método de disposición
Debe considerarse la distancia entre el lugar de dragado y el lugar de disposición que
puede ser determinante para elegir o desechar algún tipo de equipos. Asimismo debe
tenerse en cuenta también las condiciones ambientales entre el sitio de dragado y el
lugar de disposición
3.2.7
Aspectos logísticos
Dentro de los aspectos logísticos a considerar se encuentra la fácil o difícil
accesibilidad de los equipos de dragado a los sitios de trabajo. Asimismo la forma en
que se va a realizar el transporte del material dragado hasta los sitios de descarga
favorece la decisión hacia uno u otro tipo de equipos.
Los aspectos relacionados con la interacción entre los equipos de dragado y el tráfico
de buques juegan un papel muy importante en el caso de proyectos relacionados con
las vías navegables.
3.2.8
Nivel de contaminación de los sedimentos
Si se trata de dragar sedimentos no contaminados o contaminados y su nivel y tipo de
contaminación influencia el tipo de equipos de dragado a elegir
3.2.9
Otros
Hay otro tipo de requerimientos que pueden afectar directamente el tipo de equipo
elegido. Entre ellos puede mencionarse los aspectos relacionados con el medio
ambiente como por ejemplo las limitaciones de ruido u otros aspectos ambientales.
3.2.10
Tipos de dragas disponibles
Los equipos disponibles son limitados sea en la flota del Contratista o en la región
donde se va a efectuar el dragado.
3.3 MECANISMOS DE DRAGADO
En el caso de materiales no cohesivos y cohesivos se pueden identificar tres
mecanismos de excavación [Bray(1997)]
-que el material fluya por gravedad hacia una punto donde existe una
succión
-excavación por erosión
-excavación por acción mecánica de corte
En la mayoría de los casos los mecanismos no se utilizan en forma exclusiva sino que
se utiliza una combinación de ellos
3.3.1
Flujo gravitacional
Excavación por efecto de un flujo gravitacional es el proceso que se utiliza en dragas
de succión estacionarias y comprende la creación de un talud inestable en el material.
La producción de estos equipos está determinada por el caudal de material que puede
fluir hacia el punto de succión. Cuando el cabezal de succión se introduce en el suelo la
excavación inicial se produce por las fuerzas erosivas del agua que fluyen hacia la
succión. En un periodo corto de tiempo, a medida que el tubo de succión se hunde, se
forma un pozo circular, las paredes del mismo se alejan del punto de succión. La
velocidad de propagación o "velocidad de la pared" depende exclusivamente de las
propiedades de la arena. El talud de la pared suele ser mucho mas empinado que el
ángulo natural de reposo de la arena. La "velocidad de la pared" es directamente
proporcional a la permeabilidad de la arena e inversamente proporcional a la porosidad.
La arena que se desploma de la pared se desplaza hacia el punto de succión como una
corriente de densidad. El caudal sólido está determinado por una combinación de la
"velocidad de la pared" y la profundidad del pozo mientras que la misma draga no
tenga una limitación en la potencia de la bomba.
Las dragas de succión estacionaria se pueden usar solamente en el caso de arenas
con una permeabilidad relativamente alta, donde se presenten muy pocas capas
cementadas o capas intermedias de material cohesivo y donde el espesor de la capa
de arena a dragar sea suficiente para permitir una profundidad razonable del pozo.
3.3.2
Excavación por erosión
La excavación por erosión es el método empleado por las dragas de succión por
arrastre y las dragas Dustpan. En ambos casos la erosión es causada por el flujo de
agua hacia el cabezal de succión. La producción depende principalmente de la
densidad, permeabilidad y granulometría del material y de la forma en que operan las
dragas. Es frecuente que además de la erosión los cabezales de las dragas de succión
por arrastre incorporen dientes y/o chorros de agua para asistir el proceso
erosivo en materiales no cohesivos. Chorros de agua también se utilizan en los
cabezales de las dragas Dustpan.
3.3.3
Excavación por corte
La excavación por corte de materiales no cohesivos en el caso de las dragas de
succión con cortador y de cangilones es un proceso de corte a alta velocidad. Las
fuerzas de corte dependen en gran medida de la porosidad, permeabilidad y ángulo de
fricción interna de la arena además de la geometría del elemento de corte y la
velocidad.
De los análisis teóricos surge que para las dragas de succión con cortador se obtiene
mejor funcionamiento y eficiencia si se cumplen las siguientes premisas:
§ la velocidad de corte es baja
§ el diámetro del cortador es
grande
§ el número de hojas es alto
§ el número de r.p.m es alto
El proceso mas lento de corte mecánico utilizado por las dragas de cangilones y por las
dragas de cuchara está influenciado por la capacidad del cangilón o cuchara de
penetrar en la arena y por lo tanto la tensión de corte del material se transforma en la
principal propiedad del suelo. En materiales muy densos con una tensión de corte
elevada se utilizan cucharas y cangilones pequeños y pesados, en algunos casos con
el agregado de dientes para favorecer la penetración
3.4 CLASIFICACiÓN DE LOS EQUIPOS DE DRAGADO
Los equipos de dragado se pueden clasificar de acuerdo a cual es el principio básico
que utilizan para ejecutar la excavación de los materiales en:
dragas mecánicas
dragas hidráulicas
dragas combinadas
Dentro de estas categorías se puede realizar una nueva división en base a si las
dragas son autopropulsadas o no ya sea durante la etapa de excavación, de transporte
o ambas.
3.4.1
Dragas mecánicas
Las dragas mecánicas utilizan en principio el mecanismo de corte para penetrar el
suelo. Estas dragas emplean equipos similares a los utilizados para movimientos de
suelos en tierra firme. Poseen entre ellas una serie de aspectos en común, como por
ejemplo, que el material se saca con poca perturbación y mínima dilución con lo que la
eficiencia de las dragas mecánicas es alta desde ese punto de vista
3.4.1.1
Draga de cangilones
Las dragas de cangilones son de un diseño muy antiguo y en un tiempo tenían una
participación importante en la flota de dragado de Europa. La draga utiliza una serie de
cangilones montados sobre una cadena que gira indefinidamente y se conoce como
rosario de cangilones. Al girar la cadena los cangilones excavan el material del fondo,
lo elevan con el cangilón en posición vertical hasta la parte superior de la escalera y
luego vuelcan el material en una rampa al rotar el cangilón. El material se descarga en
barcazas para ser transportado al lugar de deposición. La draga de cangilones tiene un
proceso prácticamente continuo de excavación.
velocidades. La succión de la mezcla de agua y sedimento se efectúa mediante
bombas centrífugas que pueden estar ubicadas en la bodega del buque o en el tubo de
succión para aumentar la profundidad de dragado. El cabezal de dragado que está en
contacto con el fondo tiene un diseño muy elaborado. A los efectos de aumentar la
capacidad de disgregar el material de fondo al cabezal de dragado se le pueden
adicionar dientes o chorros de agua de baja o alta presión.
Figura 3.5- Croquis de una draga de succión por arrastre
Las dragas de succión por arrastre son muy flexibles en lo que hace a los tipos de
material que pueden dragar, las posibilidades de disposición del material dragado y la
posibilidad de trabajar tanto en aguas protegidas como no protegidas. Por estos
motivos las dragas de succión por arrastre han tenido un gran desarrollo en lo que hace
a tamaños de los equipos e incremento de su participación en la flota de dragado
mundial.
Para ampliar el tema y ver fotos y esquemas de esta draga se puede consultar los
Temas 9 y 10 de estos apuntes.
3.4.3
Dragas combinadas
Son dragas que combinan acciones mecánicas e hidráulicas para efectuar la tarea de
dragado
3.4.3.1
Draga de succión con cortador (eSO)
La draga de cortador consiste en un pontón o un barco que aloja las bombas
centrífugas para producir la succión de la mezcla de agua y sedimento y una estructura
en forma de marco denominada escalera que se baja hasta el fondo y que sostiene un
eje con un cortador que gira en sentido normal al eje del tubo de succión. Este cortador
es el responsable de la disgregación del material que al mismo tiempo es transportado
por la corriente de agua generada por la succión. La draga trabaja en forma
estacionaria desplazándose hacia un lado y hacia el otro a medida que va realizando el
corte. La draga se mantiene en posición mediante pilones. El material dragado se
transporta mediante tuberías hasta la superficie y desde allí se impulsa mediante
cañerías hasta el lugar de descarga. Algunas están equipadas con dispositivos para la
carga de barcazas. Algunas dragas grandes son autopropulsadas para permitir el
desplazamiento entre sitios de trabajo.
Figura 3.6- Croquis de una draga de succión con cortador
Las dragas de succión con cortador tienen una producción muy elevada y pueden
dragar todo tipo de materiales y son especialmente aptas para el dragado de rocas
duras.
Para ampliar el tema y ver fotos y esquemas de esta draga se puede consultar el Tema
14 de estos apuntes.
3.4.3.2
Draga de succión con cortador vertical
En inglés se denomina "Wheel suction dredger" Es una draga igual que la draga de
succión con cortador con la única diferencia que el cortador rota en el sentido del eje
del tubo de succión. Esta draga representa una tecnología relativamente moderna y se
utiliza con frecuencia en emprendimientos mineros.
Para ampliar el tema y ver fotos y esquemas de esta draga se puede consultar el
parágrafo 14.18 de estos apuntes.
3.4.4
Otras dragas
Existen algunas dragas que no responden exactamente a las características
mencionadas. Entre ellas se pueden indicar las que se mencionan en los parágrafos
siguientes
3.4.4.1
Rastra de fondo (Bed leveller)
Este equipo consiste en una plancha de metal con dientes en su parte frontal que se
arrastra por el fondo tirada por un remolcador. Pueden usarse como equipo de dragado
independiente para desplazar material de un sitio a otro en distancias cortas o puede
utilizarse como un equipo complementario de otros equipos de dragado, como puede
ser una draga de succión por arrastre. En este último caso este equipo permite nivelar
las imperfecciones de fondo que quedan después de efectuar la operación de dragado
y que son muy difíciles de eliminar con draga de succión por arrastre [Bray (1997)
p175]. En la Figura 5.7 se muestra un croquis de una rastra de fondo tirada por un
remolcador.
To hoist winch
Bed leveller
Cutting blade
Figura 3.7- Rastra de fondo
3.4.4.2
Arado (Plough)
Tiene el mismo principio que la rastra pero con una diferente conformación que permite
cavar un surco en el fondo para la conformación de trincheras, por ejemplo, para la
instalación de tuberías
3.5 ASPECTOS CARACTERISTICOS PARA LA ELECCIÓN DEL EQUIPO
DE DRAGADO
En la Tabla 3.1 se incluye copia de una tabla denominada "How to select table"
obtenida del sitio de IHC www.ihcholland.com . En ella se aprecian los campos de
utilización óptimos para cada tipo de draga en función del tipo de suelo, estado del mar,
condiciones del lugar, y otros aspectos a tener en consideración.
TEMA 5
DRAGA DE SUCCIÓN POR ARRASTRE
CÁLCULO DE PRODUCCIÓN
5 CÁLCULO DE PRODUCCIÓN
Tenemos diversas situaciones en los que requerimos conocer la cantidad de material
dragado mediante una draga de succión por arrastre. Por un lado tenemos la situación
cuando se programa un trabajo de dragado en el que se piensa utilizar una draga de
succión por arrastre. Debe realizarse una estimación de la producción que se va a
obtener con el equipo seleccionado para esa obra. Por otra parte tenemos la situación
cuando se está ejecutando la obra y debe realizarse la certificación de la misma.
Necesitamos determinar la cantidad de material dragado.
El tema es de fundamental importancia pero no es de fácil solución y es objeto de
numerosos estudios. Para su consideración veremos primero el ciclo de dragado y
consideraremos luego diversas situaciones y maneras de determinar la producción de
una draga de succión por arrastre.
5.1 CICLO DE DRAGADO
Los trabajos de dragado con equipos de succión en marcha se pueden considerar
como una serie continua de ciclos de dragados sencillos. Cada ciclo de dragado
consiste en diferentes fases ejecutadas una atrás de otra. Las diferentes fases a
considerar se presentan en la Figura 10.1
Figura 5. 1 - Fases del ciclo de dragado
5.1.1 Carga de la draga - Etapa de dragado (dredging)
La draga llega a la zona de dragado y antes de comenzar con la tarea de dragado
procede a vaciar el agua de lastre de la cántara. Este aspecto se refleja en la Figura
5.2 donde se ve una disminución del desplazamiento justo antes de empezar la fase de
dragado.
Se bajan los tubos de succión para que tomen contacto con el fondo mientras la draga
continua navegando a una velocidad de 2 a 3 nudos con respecto al fondo. Es muy
importante que la velocidad con respecto al suelo sea siempre positiva para evitar que
los tubos de succión puedan apoyarse contra el fondo en dirección contraria. En los
primeros instantes puede derivarse la mezcla con una concentración menor a la
deseada directamente por encima de la borda (ALMOB)
5.1.2 Llenado de la cántara.
La cántara se llena con una mezcla de agua y suelo por medio de las bombas de
dragado. La capacidad de succión de las bombas se utiliza al máximo para llenar la
cántara en el menor tiempo posible. La velocidad de la draga, la presión de los
cabezales sobre el fondo, el tipo de cabezal se adecua al tipo de suelo que se está
dragando para obtener la rnaxima concentración de sólidos. El comportamiento de la
mezcla de agua y suelo al entrar en la cántara depende del tipo de suelo que se trate.
El proceso de dragado se controla por medio de un sistema computarizado automático
muy sofisticado junto con operadores altamente calificados. El timonel y el operador
trabajan en conjunto durante el proceso de dragado. Todos los parámetros importantes
tal como la producción, posicionamiento, posición del cabezal, ángulos de los tubos de
succión, carga de la cántara, etc, se controlan continuamente por medio de
computadoras y sistemas guardando estos datos en discos duros.
5.1.2.1 Materiales granulares
Los materiales granulares, por ejemplo arenas finas, tienden a decantar rápidamente a
medida que se va llenando la cántara y se produce una separación de fases donde la
parte con mayor concentración de sólidos se deposita en el fondo de la cantara y la
parte con mayor contenido de agua queda en la parte superior. En este caso cuando
se llena la cantara hasta el nivel del vertedero se continúa dragando de manera que el
agua con poco contenido de sólidos salga de la cantara y sea reemplazada por la
mezcla con mayor contenido de sólidos. Este proceso se continúa hasta que el
hundimiento de la draga por el peso de la carga transportada llegue al valor permitido.
Teniendo en cuenta el valor de densidad de diseño de la cantara se suele poner el
vertedero en una posición baja para no exceder el peso que puede transportar la
draga. En este caso la draga va con el peso máximo (down)
5.1.2.2 Materiales finos
Los materiales finos, por ejemplo limos, tienden a permanecer en suspensión en la
cántara por tiempos más prolongados que los que lleva efectuar el dragado. Por lo
tanto, una vez que se llena la draga con la mezcla de agua y sedimento, el material
que empieza a salir por el vertedero puede tener una concentración muy similar a la
material que está siendo bombeado. Por ello y teniendo en cuenta que el mayor tiempo
de bombeo no va a aportar mayor tonelaje de carga, es que se prefiere terminar el
dragado una vez llena la cantara y navegar hasta el sitio de descarga.
En este caso el vertedero se coloca lo más alto posible. La draga va a navegar con la
cantara totalmente llena (full) pero no con la carga máxima
5.1.2.3 Terminación del fondo
Dragar con una draga de succión por arrastre significa que los cabezales de dragado
tienen que interactuar con las irregularidades del fondo. La fuerza sobre los tubos de
succión puede cambiar en pocos segundos de cero a valores que sobrepasen los
valores nominales lo que puede forzar el cabezal de dragado en direcciones no
deseadas. Esto es problemático, particularmente durante la última fase del dragado, la
pasada de limpieza, donde se deben remover los últimos montículos y crestas de los
surcos dejados por el cabezal
Se realiza siempre un intento sistemático de profundizar el fondo antes de hacer la
pasada de limpieza. Si se debe realizar el trabajo en pasadas paralelas, debido al
ancho a dragar, hay una tendencia natural de los cabezales a seguir la huella previa. El
resultado es que se desarrollan en el fondo surcos con crestas longitudinales. Se
realiza un intento de guiar el cabezal sobre estas crestas, pero el cabezal tiende a
desplazarse lateralmente y volver a la huella. Un remedio es dragar en forma oblicua
sobre las crestas existentes, pero esto exige que haya suficiente espacio para
maniobrar y siempre quedaran montículos de suelo.
5.1.3 Tiempo de giro - Turning
Hay que tener en cuenta que la draga debe girar para volver al sitio de descarga. por lo
que es necesario contar con zonas del canal o del área de dragado con ancho
suficiente para realizar esta maniobra. El ancho mínimo necesario se reduce cuando la
draga está equipada con hélice de proa, característica que es muy habitual en las
dragas de succión por arrastre. Los anchos mínimos que necesita la draga son de 4
esloras para el caso de no contar con hélice de proa y 2,5 esloras para los casos que
tiene hélice de proa. Debe considerarse que la draga puede estar en lastre o sea con
calado reducido al momento de hacer la maniobra.
La longitud del área a dragar es otro aspecto importante. Para dragas de succión por
arrastre tramos menores a 1.000 m pueden considerarse como restrictivos y tramos
inferiores a 250 m exigen modificar el método de dragado para obtener resultados
satisfactorios.
Si el tramo a dragar no es suficientemente largo como para que la cántara se llene en
un solo recorrido, se debe girar la draga para continuar con el dragado. Lo difícil de la
vuelta y el número de veces que haya que dar vuelta aumentan el tiempo no
productivo. Por este motivo en la programación de dragado se trata de tener tramos de
longitud suficiente.
5.1.4 Tiempo de navegación con la draga cargada
El tiempo de navegación con la draga cargada depende de la velocidad de la draga y la
distancia a la que se encuentra el sitio de descarga. La primera opinión sería de
navegar con la máxima velocidad. Sin embargo, teniendo en cuenta los altos precios
del combustible puede ser más económico en el ciclo total navegar a una
Figura 5. 2 - Ciclo de dragado [Hahlbrock (1998)J
velocidad menor a la máxima pero que optimice la relación precio/tiempo. Con las
grandes dragas que se utilizan en la actualidad las distancias a los cuales puede ir la
draga a buscar material están aumentando. Puede hablarse de distancias de 50 Km.
En la Figura 10.2 puede apreciarse que al finalizar la fase de dragado y comenzar la
navegación con la draga cargada se produce una pequeña disminución del
desplazamiento. Esto puede ser debido a que se elimine el agua sobrante al comienzo
del viaje.
5.1.5
Tiempo de descarga
El tiempo de descarga depende del método que se utilice para la descarga. En el caso
de la draga de succión por arrastre hay varias posibilidades
5.1.5.1 Descarga por compuertas de fondo
La descarga mediante compuertas de fondo es muy rápida y puede llevar de 5 a 10
minutos. Puede extenderse un poco mas en el caso en que por problemas de
profundidad deba realizarse una pre descarga mediante compuertas de descarga
previa.
5.1.5.2 Descarga por tubería
Cuando el objeto del dragado es realizar rellenos de terrenos o de playas la descarga
de la draga se efectúa mediante tuberías. Para ello se conecta una tubería flexible,
flotante al dispositivo de proa preparado para ello, se vincula esta tubería flotante a otro
tramo de tubería rígida, normalmente sumergida y apoyada en el fondo y se bombea el
material. Para mayor facilidad de bombeo el material se mezcla con agua mediante
chorros en la cántara para hacerlo una mezcla fluida. La operación de anclar la draga,
conectar la tubería y realizar el bombeo del material lleva mas tiempo que el de
descarga de fondo. Podemos indicar una hora como tiempo típico de bombeo
5.1.5.3 Descarga mediante el chorro de proa
La descarga mediante el chorro de proa es muy utilizada para la realización de
rellenos. La draga se acerca al lugar de descarga y lanza hasta unos 100 m de
distancia una mezcla fluida de agua y arena. Este método lleva mas tiempo que con la
descarga de fondo pero un poco menos que la descarga por tubería
5.1.5.4 Descarga mediante los tubos de succión
5.1.6 Tiempo de navegación con la draga vacía
La navegación con la draga en lastre depende de la velocidad de la draga y de la
distancia al lugar de dragado. La draga lleva una cantidad de agua en la cántara a los
fines de navegar en forma estable.
5.2 ESTIMACION DE LA PRODUCCIÓN EN LA ETAPA DE PROYECTO
En la etapa de proyecto de una obra de dragado o de oferta en una licitación es
necesario realizar estimaciones de la producción que van a tener los equipos
propuestos.
Esta estimación es de fundamental importancia pues da como resuItado el tiempo de
ocupación de los equipos para un volumen determinado o la cantidad de equipos
necesarios si hay un plazo pre establecido. En ambos casos es el elemento
fundamental que determina el presupuesto de la obra. Por este motivo debe estudiarse
con mucho cuidado.
En general se cuenta con todos los datos de proyecto, especialmente los referidos a
tipo de suelo a dragar, volúmenes, ubicación geográfica de la obra y la zona de
descarga y todos los detalles técnicos necesarios. En base a esta información se
realiza la selección del equipo de dragado a utilizar y en base a la experiencia del
Consultor o de la empresa dragadora y rendimientos tipo de los equipos se efectúa el
cálculo.
Tabla 5.1 - Cálculo de producción
En la Tabla 5.1 se muestra un ejemplo para el caso de dragado de mantenimiento de
un canal de navegación con zonas de descarga ubicadas a distancias determinadas. El
tiempo de navegación indicado corresponde para la navegación ida y vuelta al sitio de
descarga. La producción mensual esta determinada calculando el número de ciclos por
día que corresponde a cada duración total del ciclo por el total de días del mes.
5.3 DETERMINACIÓN DE PRODUCCIÓN EN LA ETAPA DE OBRA
En la etapa de obra la determinación de la producción implica constatar el grado de
cumplimiento del Contratista y habilitar el pago de certificados de obra. Por ello es
importante que este aspecto esté claramente especificado en el contrato incluido el
procedimiento a utilizar.
Existen diversos métodos que pueden aplicarse de acuerdo al tipo de obra en
ejecución, el tipo de contrato y las modalidades del caso. Es importante destacar
que la determinación del volumen de obra realizado no es un procedimiento exacto y
que la aplicación de diversos métodos da diferencias en los resultados que suelen
estar dentro de lo esperable por las imprecisiones en la determinación de los factores
utilizados en los cálculos.
5.3.1
Comparación de relevamientos batimétricos
La determinación del volumen dragado en un intervalo de tiempo en un determinado
lugar mediante comparación de relevamientos batimétricos efectuados uno antes de la
ejecución del dragado (relevamiento de predragado) y otro después de finalizado el
mismo (relevamiento de post dragado) es un método muy tradicional que presenta una
serie de ventajas y desventajas.
Por un lado debe tenerse presente que los relevamientos batimétricos presentan una
cierta imprecisión dada por la sumatoria de factores que intervienen para la
determinación de la posición exacta de un punto con sus coordenadas x,y,z medidas a
partir de una embarcación que flota en un medio acuático que cambia de nivel y con un
instrumento (ecosonda) que es objeto de calibraciones diarias. Por este motivo se
acepta que un buen relevamiento presenta un imprecisión del orden de medio pie (15
cm).
Esto implica que cuando el intervalo entre relevamientos es corto o por algún motivo el
volumen dragado implica un pequeño incremento de profundidad, la determinación de
volúmenes mediante la comparación de relevamientos puede dar resultados bastante
alejados de la realidad.
El otro caso que se puede presentar es que se produzca una fuerte sedimentación
durante el tiempo que se efectúa el dragado. En este caso la comparación de
relevamientos da una valoración de la diferencia entre la situación final menos la inicial
pero el volumen adicional que ha sido necesario remover para llegar a la situación final
debido a la sedimentación no se refleja en este método.
Hay ocasiones o ubicaciones donde no se pude utilizar la comparación entre
relevamientos a los efectos de la certificación:
-en los ingresos marítimos con la presencia de barras muy dinámicas desde
el punto de vista sedimentológico.
-en zonas con mucho contenido de barro fluido (fondos lodosos) que afecten
el eco de la ecosonda. En barros muy fluidos, pequeños cambios en los
seteos de la ecosonda pueden producir grandes cambios en la posición del
eco, y por lo tanto en la determinación de la profundidad.
Un aspecto importante es la manera de realizar los cálculos de volumen. Un método
muy utilizado es tomar los perfiles transversales y multiplicarlos por la separación entre
perfiles. En este caso juega un papel muy importante la separación entre perfiles.
Separaciones entre perfiles usuales son cada 200 m, cada 100 m y nunca mas
cercanos que perfiles cada 50 m. En este caso se acepta que el fondo es uniforme
entre perfiles.
Otra manera técnicamente mas adecuada es aplicar un modelo digital de terreno
(DTM) a la situación predragado y postdragado y calcular la diferencia de volúmenes.
Una ventaja que presenta este método para el Comitente es que refleja el estado final
de la zona a dragar pero puede no reflejar el trabajo efectivamente realizado
5.3.2
Medición de caudales y concentraciones en las tuberías
La medición de caudales en tuberías es una operación rutinaria. Asimismo se puede
determinar las concentraciones. Con estos datos puede calcularse el caudal sólido
transportado. Ver Hahlbrock (1998)
5.3.3
Estimación de caudales y concentraciones en los vertederos
Se puede realizarse una estimación del volumen total erogado por los vertederos.
Asimismo puede determinarse la concentración del material mediante toma de
muestras.
5.3.4
Medición en cántara
La cantidad de arena depositada en el fondo se determina mediante mediciones en
distintos puntos de la cántara. Asimismo se determina la concentración del material
restante mediante toma de muestras. La producción diaria se obtiene por la suma del
contenido de la cántara en cada ciclo completo multiplicada por el número de ciclos
El método de medición en cántara se denomina también "de media esfera y
centrífuga". Este método consiste en introducir una media esfera en la cántara en
lugares predeterminados para determinar el volumen de material que tenga densidad
superior a 1.200 kg/m3. La media esfera está diseñada para flotar en un material con
una densidad del material de 1,200 kg/m3. El material adicional que se encuentra por
encima de esta interfase se muestrea a media altura de la columna y el porcentaje de
sólidos que contiene se determina mediante centrifugación de las muestras.
El inconveniente que presenta este método es que en la actualidad las técnicas de
dragado permiten obtener materiales dragados con densidades superiores a 1,200
kg/m3 y este método no ofrece ningún incentivo al Contratista para conseguir
densidades mayores.
5.3.5
Método TDS
El método denominado TDS (Tons of Dry Solids) consiste en la determinación de las
toneladas de suelo seco dragadas [Rosati (2000)] La primera aplicación del método se
realizó en el Puerto de Rotterdam y posteriormente fue adoptado por el Cuerpo de
Ingenieros de los EEUU.
Este método es muy útil cuando la comparación de relevamientos hidrográficos no
presenta la precisión suficiente para determinar el trabajo realizado por un Contratista
como se indicó anteriormente.
La teoría del TDS se basa en el volumen y peso de la cántara. Para calcular el TDS se
necesita:
-Densidad del agua
-Densidad suelo seco
-volumen de la cantara
-peso de la cántara (del buque)
Para evaluar la precisión del método TDS debemos determinar la precisión con la que
podemos determinar estos factores
La precision y repetibilidad del TDS debe compararse con la precision y repetibilidad de
otros métodos, tales como la comparación de relevamientos hidrográficos.
Si denominamos P al porcentaje de volumen ocupado por el suelo en la cántara tenemos:
P. densidad suelo + (1 - P) densidad agua = densidad hopper
phopper - pagua
P = -------------------------psuelo - pagua
TOS = P. psuelo. V
Se desarrolla un ejemplo numérico en el parágrafo 5.4
El nivel de instrumentación que presentan los equipos de dragado en la actualidad permite
realizar numerosos controles.
En la referencia citada [Rosati(2000)] se analiza la influencia de la medición y la precisión
del método.
El método TDS fue desarrollado por el Ministerio de Obras Públicas de Holanda para el
control de los trabajos de dragado de mantenimiento en los canales de navegación del
Puerto de Rotterdam. Su desarrollo permitió reemplazar el método de medición en cántara
denominado de media esfera y centrífuga que se utilizaba como base de pago a los
contratistas.
5.3.6
Medición en sitios de descarga
Cuando se está realizando un relleno lo que puede interesarle al Comitente es el perfil del
terreno terminado con determinadas características de compactación. En ese caso el
Contratista debe aportar la cantidad de material necesario para cumplir con el perfil de
diseño
5.4
PAYLOAO
La carga total de suelo transportada se denomina "payload" haciendo una semejanza con
la carga útil de los buques. Este cálculo se puede hacer de diferentes formas.
5.4.1
Toneladas de suelo seco (TDS)
Una forma es el calcular el peso de suelo seco TOS (tons of dry solids)
Supongamos
Volumen de cantara Vc = 3.000 m3
Carga total
Pt = 4.800 ton
Este peso total se puede obtener por la variación de desplazamiento de la draga
p suelo = p arena = 2,65 ton/m3. Este peso específico corresponde a las partículas del
material.
p agua
= 1 ton/m3
La incógnita a despejar es el volumen de suelo seco (V s)
P suelo. V s + p agua. Va = carga total = 4.800 ton
2,65 . V s + 1 . (3.000 - V s) = 4.800
V s (2.65 - 1) = 4.800 - 3.000 = 1.800
V s = 1.800/1.65 = 1091 m3
El peso de ese volumen es
V s . p suelo = 1.091 . 2.65 = 2891 ton
5.4.2
Volumen de suelo "in situ"
Podemos repetir el cálculo para determinar el equivalente de material in situ.
Necesitamos conocer pinsitu = 2.00 ton/m3. Este peso específico corresponde al suelo
saturado con todos los espacios vacíos llenos de agua
V insitu = 1.800 m3;
Peso = 1.800 . 2 = 3.600 ton
5.4.3
Volumen de suelo en la cántara ya esponjado
El suelo extraído de su lugar sufre un esponjamiento. Para este ejemplo el factor de
esponjamiento puede ser 1.25
V s esponjado = 1.800 . 1,25 = 2250 m3
Este volumen se compone de
1.800 m3 de peso específico igual a 2,00
450 m3 de agua adicional con peso específico igual a 1.00
1800 . 2.00 = 3.600
450 .1 = 450
Peso total = 4.050 ton
5.5 CALCULO DEL TIEMPO ÓPTIMO DE DRAGADO
Optimizar el ciclo de dragado significa realizar la máxima producción en un tiempo
determinado. De las fases que componen el ciclo de dragado la única que presenta
posibilidades de optimización es la fase específica de dragado. Hay varios enfoques
para optimizar esta fase del ciclo. Cerca del final de la fase de dragado la mayor parte
del material que ingresa a la cántara la abandona por el vertedero, por lo que
permanece en la cántara una mínima parte. La pregunta es si este pequeño
incremento de carga justifica el tiempo extra que se necesita para conseguirlo. En otras
palabras la pregunta es cuándo debe interrumpirse el proceso de dragado y navegar a
la zona de descarga.
5.3.1
Procedimiento gráfico
A los efectos de determinar el momento óptimo para interrumpir el dragado es habitual
utilizar un procedimiento gráfico que tiene en cuenta el tiempo total del ciclo y la forma
que toma la curva que refleja el incremento de carga en la cántara en función del
tiempo. En la Figura 5.3 se indica la curva de carga en función del tiempo para un caso
determinado. La curva crece en forma lineal hasta que alcanza el nivel de vertedero y a
partir de allí se achata a medida que mayor cantidad de material sale por el vertedero.
En la curva se indica que llevó 60 minutos ir al sitio de descarga, descargar y volver. Si
trazamos una tangente a la curva de carga con origen en tiempo O el punto que
corresponde a minuto 100 o sea, 40 minutos de carga nos da la carga óptima y el
momento en el que debe cesar el bombeo. En
este punto la carga de la draga por unidad de tiempo alcanza su maximo. En el
ejemplo para el tiempo de bombeo igual a 40 minutos tenemos una carga de 2.500
toneladas. Esto nos da un promedio de 25 toneladas/minuto tomando los 100 minutos
de tiempo total del ciclo. En este momento conviene detener el bombeo e iniciar el
viaje al sitio de descarga.
Efectivamente si tomamos la carga de material y la dividimos en el tiempo total del
ciclo nos da un valor de producción media que es superior a cualquier otro ya fuera
tomando un punto anterior de la curva o posterior.
Figure 8.5 The dredging cvc!e with optimalloading time
Figura 5.3 - Tiempo óptimo de bombeo
Se recomienda que la carga que se expresa en este gráfico corresponda a TDS . En la
Figura 5.4. se puede apreciar la diferencia entre aplicar el método a la variación del
desplazamiento y aplicarlo a la curva calculada de TDS
Figura 5. 4 - Comparación aplicación método de la tangente a medición de la carga por
desplazamiento o TDS
5.3.2
Procedimiento numérico
El Cuerpo de Ingenieros de los EEUU utilizó para determinar el tiempo óptimo de
dragado un procedimiento denominado Engineer Form 2590. Este formulario establece
una hoja de cálculo manual basada en el seguimiento del tiempo de bombeo, tiempo
total del ciclo y medición de la carga total. La carga total se determina como el volumen
de material in situ calculado como el volumen de la cántara multiplicado por una
relación constante dada para cada lugar.
En la referencia [Howell (2002)] se da un ejemplo de aplicación de esta planilla de
cálculo
Se definen las siguientes variables :
-t,
tiempo de bombeo
-T p tiempo total de bombeo
-tI
tiempo de giro
-TI
tiempo total de giro
-T L tiempo total de carga
-T o tiempo total de descarga
-T cycle tiempo total del ciclo
-s,
velocidad de la draga mientras bombea
-Sd velocidad de la draga mientras navega a la zona de descarga
-Id
distancia al sitio de descarga
-L
volumen de la cántara (en yardas cúbicas)
Si se tiene una serie de datos de carga de la cántara y del tiempo total de bombeo se
pueden definir dos relaciones que determinan el incremento de carga durante el
bombeo
Expresado en forma incremental
En forma total
RL = L/ Tcycle
Para detener el bombeo correspondería tomar el momento en que
RL=RI
En la práctica usual la prueba para determinar el tiempo óptimo de bombeo se realiza al
iniciar las operaciones en un determinado lugar y se mantiene ese valor mientras se
mantienen las condiciones. En la Tabla 10.2 se muestra el Formulario 2590 en su versión
original
Tabla 5.2 - Formulario ENG 2590 original
En la Tabla 5. 3 se agrega un ejemplo de cálculo tomado de Howell (2002)
Tabla 5.3 - Calculo tiempo óptimo de dragado
En este caso la igualdad se produce entre las mediciones número 3 y número 4. Por
interpolación el tiempo óptimo de bombeo se determina en 44 minutos. Con tiempos
menores de bombeo se desperdicia capacidad de cántara y con tiempos mayores se
pierde tiempo.
5.3.3 Procedimiento computacional
Tal como se describe mas adelante en la actualidad se cuenta con elementos que permiten
conocer todos los factores de operación de los equipos de dragado. Howell (2002) propone
utilizar instrumental de medición en las dragas y transmisión de los datos a la oficina de
control de manera de poder seguir todas las operaciones de la draga en tiempo real. Sobre
la base de un esquema numérico determina el tiempo óptimo de dragado
Se discute cual es el tiempo óptimo de bombeo adicional una vez que se ha llenado la
cántara. La discusión es si conviene seguir bombeando o parar el bombeo e ir lo más
rápido posible al sitio de descarga. Propone un método automático basado en las
mediciones que se efectúan en el buque. Una conclusión es que el tiempo óptimo de
dragado está vinculado con la distancia a la que se encuentra el sitio de descarga. Si el
sitio está lejos, conviene seguir bombeando para aumentar la carga. Si el sitio está cerca,
conviene parar el dragado y navegar al sitio de descarga .. Los resultados obtenidos por
Howell muestran que para sitios de descarga cercanos se pueden obtener disminución del
orden del 30% en el ciclo total con reducciones del orden del 10 % en la carga de la draga.
En su esencia el método propuesto por Howell es muy similar al método numérico con la
diferencia que permite ir teniendo en cuenta viaje a viaje las variaciones que se producen
en los diversos componentes del ciclo de dragado.
5.3.3 Inspector Silencioso (SI)
El sistema de monitoreo de dragado denominado Inspector Silencioso (Silent Inspector SI) desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros de los EEUU.[Rosati (2001)] mide la posición
de la draga y su desempeño en tiempo real. El SI tiene la posibilidad de calcular los
tiempos de bombeo, navegación y descarga junto con la
carga de la cántara determinada en toneladas de suelo seco (TOS). El método utiliza
TOS en lugar de volumen de suelo in situ. El método es muy similar al utilizado por el
Ministerio de Obras Públicas de Holanda.
El SI determina, presenta y registra la cantidad de TOS a bordo de la draga de succión
por arrastre en forma continua por cada ciclo de dragado. La información que se
obtiene comprende tres elementos: los datos del ciclo de dragado incluyendo demoras,
la carga de la cantara por cada ciclo de dragado y el posicionamiento de la draga en
tiempo real
El SI recolecta la información a partir de sensores instalados en el buque, calcula las
actividades de dragado y muestra la información mediante informes con formato
standard y representación gráfica. Además de calcular en forma automática la carga de
la draga en TOS recolecta la información acerca de la posición del cabezal de dragado
en tres dimensiones y las coordenadas de los sitios de dragado, navegación y
descarga. Estos factores son necesarios para el pago de los trabajos al Contratista y
para verificar que las tareas de dragado y de descarga se realizan en los lugares
especificados en el contrato.
En la Figura 10.5 se presenta una imagen de la pantalla de la computadora en el
Cuerpo de Ingenieros del Inspector Silencioso (SI) donde se aprecian los diferentes
factores que se conocen en tiempo cuasi real
Figura 5. 5 - Pantalla Si/ent Inspector
El SI se ha adoptado como método obligatorio para todas las embarcaciones que
realicen tareas de dragado en los EEUU ya sean propias del Cuerpo de Ingenieros o
de contratistas a partir de año 2007. Todas las embarcaciones implica a las dragas de
succión por arrastre, las dragas de cortador, las dragas de cangilones y a las chatas
barreras. Para poder cumplir con este requerimiento hay un cronograma bastante
ajustado para los próximos años. Además de utilizarlo para controlar las cantidades
dragadas se utiliza también para controlar que el dragado se efectúe en los lugares
previstos y que la descarga se haga en los lugares autorizados. Toda la información
que se obtiene por este método se almacena en una base de datos central. Ya han
aparecido otros organismos interesados en tener acceso a esta información,
principalmente organismos vinculados con temas ambientales, protección de habitats y
otros.
Seguramente la difusión de nuevas tecnologías que permiten un mejor seguimiento de
las embarcaciones como los Sistemas de Identificación Automática (AIS) van a
producir mejoras en el corto plazo en el SI
6. CONCLUSIONES

A lo largo de nuestro trabajo hemos podido llegar a la conclusión de que las
dragas tanto hidráulicas como mecánicas son muy importantes a nivel
marítimos, ya que son las encargadas de mantener la limpieza, calados,
profundizar dársenas entre muchas otras cosas que las dragas están
capacitadas para realizar. Podemos llegar a decir que las dragas
hidráulicas tienen un funcionamiento más continuo que las mecánicas por lo
que hoy en día las maquinas hidráulicas son las más utilizadas, a pesar de
que en ciertas ocasiones las dragas mecánicas se siguen usando.
7. BIBLIOGRAFIA
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http://www.graduadosportuaria.com.ar/IngDragado/DRA_Tema%2013_Otras%2
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http://www.graduadosportuaria.com.ar/IngDragado/DRA_Tema%206_Draga%20
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http://www.graduadosportuaria.com.ar/IngDragado/DRA_Tema%209_TSHD.pdf
http://www.pianc.org
www.graduadosportuaria.com.ar/IngDragado/DRA_Tema%2010_TSHD%20Ciclo
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20de%20dragado.pdf