Rompeolas de paredes verticales para protección contra el oleaje

INTRODUCCIÓN
Los rompeolas son estructuras construidas para la protección, contra el oleaje de las dársenas de
maniobra y los puestos de atraque de puertos y marinas. Su principal propósito es minimizar las olas al
interior, de forma que sean factibles las operaciones en los atracaderos.
Los rompeolas se clasifican en rompeolas de talud, rompeolas de paredes verticales y rompeolas
flotantes. En ciertos casos se usa una estructura vertical sobre una banqueta de rompeolas de
enrocamientos o talud sumergido, lo cual corresponde a un rompeolas mixto. Existen diferentes
razones por las cuales se usan rompeolas de uno u otro tipo: a) Disponibilidad o no de enrocamiento
cerca del sitio, b) Las condiciones del subsuelo marino, c) La profundidad del mar y rango de mareas, y
d) Funcionalidad y estética.
En este artículo primeramente se indicarán las ecuaciones y condiciones de movimiento del oleaje en el
caso general, para posteriormente hacer una referencia específica a los tipos de rompeolas de paredes
verticales, el cálculo de las fuerzas de oleaje sobre los mismos, y otros aspectos relacionados.
PARÁMETROS DEL OLEAJE
Para caracterizar las olas de mar se emplean los parámetros de altura (H) entre la cresta y el valle, la
longitud (L) entre dos crestas consecutivas, y el periodo (T) o tiempo para que dos crestas sucesivas
pasen por el mismo punto de medida fijo. La velocidad o celeridad (c) de la ola se establece como:
L
c
T
Las olas de mar tienen un rango amplio de periodos. Dependiendo de estos periodos se clasifican en
olas capilares (de 0 a 0.1 s); ultra-gravitacionales (de 0.1 a 1 s); gravitacionales (1 s a 30 s); Infragravitacionales
(de 30 s a 5 min); otras de periodos más grandes como oscilaciones de dársenas,
tsuamis y elevación por tormentas; e inclusive las mareas se consideran como olas de periodos muy
grandes, de aproximadamente 12 ó 24 horas.
En la clasificación anterior, las olas gravitacionales no sólo son las más fácilmente identificadas por un
observador, sino además tienen la mayor concentración de energía y de allí su importancia para el
diseño de las estructuras. Éstas se dividen a su vez en olas de viento o “seas” si tienen un periodo
inferior a unos 12 s, y las olas “swell” de mayor periodo. Estas últimas se producen por un proceso de
separación de las olas de menor periodo y su agrupamiento cuando recorren largas distancias.
La ola puede ser considerada por un movimiento rotacional o irrotacional de un fluido ideal. En este
último caso, y considerando las coordenadas y en el sentido vertical y x en el sentido horizontal; con
el potencial de velocidad de ola, u y v las componentes de velocidad respectivamente en las direcciones
x y y, h la profundidad del agua, la altura de cualquier sección de ola por encima del nivel del agua o
altura libre, p la presión del fluido, po la presión para la altura libre, g la aceleración de la gravedad; la
ecuación básica del movimiento, y sus respectivas condiciones de frontera son las siguientes:
t
y
2 2
0
2 2
x
y
2
2
x
y
2
1 p0
y
1
y
v 0 2, 3
y
h
g
0
p
y
h
t
x
x
y
y
y
4, 5