Apuntes de Marítima PDF

Preview

Summary

Warning: TT: undefined function: 32INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURAUNIDAD ZACATENCOHIDRAÚLICA MARÍTIMADE JESUS DIEGO LESLIE JOANAACV2011310124OLMEDO GARCÍA JUAN ENRIQUEI.- MORFOLOGÍA COSTERASe encarga del estudio de los relieves originados por las olas. Des...

Description

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

UNIDAD ZACATENCO

HIDRAÚLICA MARÍTIMA DE JESUS DIEGO LESLIE JOANA ACV02 2011310124 OLMEDO GARCÍA JUAN ENRIQUE

De Jesus Diego Leslie Joana

1

HIDRÁULICA MARÍTIMA

I.- MORFOLOGÍA COSTERA Se encarga del estudio de los relieves originados por las olas. * Después de la rotura dela ola el agua se dirige hacia la playa de forma turbulenta y espumosa, este Swash o uprush. Es una poderosa fuente de energía que provoca el movimiento de la arena y grava de la playa tierra adentro. * Cuando ya se ha consumido la energía de la rotura contra la playa se origina un flujo de retorno, el backwash del agua hacia la playa pero mucha desaparece por infiltración en la arena, en este movimiento de retroceso el agua lleva consigo grava y arena.

GLOSARIO MARÍTIMO ISTMO.-Es una franja estrecha de tierra que une, a través del mar, dos áreas mayores de tierra, en general con orillas a ambos lados. Las áreas de tierra pueden ser islas, continentes o una isla y una península. Al ser la única ruta terrestre que los une, su control se considera de gran valor estratégico militar y comercial. Han sido célebres, sobre todo, los istmos de Suez y de Panamá, cruzados actualmente por canales de navegación.

GOLFO.-Un golfo es una parte del mar de gran extensión, encerrado por puntas o cabos de tierra. Aunque normalmente se confunde con una bahía y no está claro donde está la frontera entre lo que es un golfo y una bahía, se entiende que las bahías son de menor extensión. PENÍNSULA.-El término península hace referencia al fragmento de tierra que está cercado por agua y se conecta con otra tierra de extensión más importante a través de una porción de superficie que es relativamente estrecha. Puede decirse, por lo tanto, que una península es toda porción de terreno que se encuentra bordeada por el mar con la excepción del área donde se conecta con un territorio de mayor magnitud.

De Jesus Diego Leslie Joana

2

HIDRÁULICA MARÍTIMA

CORDÓN LITORAL.-En geología, se denomina cordón litoral o restinga a la forma costera que se debe a la acción combinada de transporte de materiales por los grandes ríos y las corrientes de deriva litoral, originando depósitos que sustituyen a los contornos de la costa bajo la forma de undique o series de diques que presentan un contorno medio entre los límites primitivos de la costa, y que siempre se dirigen en la misma dirección de las corrientes respectivas.

BAHÍA.-Se conoce como bahía a la entrada del mar en la costa que tiene una extensión considerable. Se trata de un accidente geográfico de características similares al golfo, que es una porción de mar entre dos cabos.

CALETA.- Puerto pequeño

ISLOTE.- Los islotes son pequeñas islas donde normalmente no viven seres humanos por su pequeño tamaño

LAGUNA LITORAL.- Cuerpo de agua interior de poca profundidad, con un eje longitudinal paralelo a la costa, que tiene comunicación con el mar a través de una boca o de un canal y está limitado por algún tipo de barrera física o hidrodinámica.En su porción más interna, pueden existir desembocaduras de ríos. Presenta canales de marea y patrones de sedimentación. Debido a la internación de agua dulce y salada es, generalmente, de ambiente salobre con un gradiente salino que disminuye desde la comunicación con el mar hasta las desembocadura de los ríos.

ARRECÍFE. Se le denomina arrecife al banco formado por piedras y animales poliperos en el mar, casi en la superficie del agua. Los arrecifes más usuales son los arrecifes de coral, que se encuentran en aguas tropicales.

De Jesus Diego Leslie Joana

3

HIDRÁULICA MARÍTIMA

ENSENADA.- Una ensenada es un accidente geográfico costero. Las ciencias de la Tierra generalmente utilizan este término para describir una entrada de agua circular o redondeada con una boca estrecha. Aunque coloquialmente el término se usa para referirse a cualquier bahía abrigada, los geógrafos entienden que la ensenada es una entrada de agua de menor dimensión que una bahía.

MONOBOYA.- Estructura auto flotante que sirve para que se amarren los buques, tanques y a través de ella se carga o descarga hidrocarburos. Consisten básicamente en un cuerpo cilíndrico o del tipo cuadrado flotante dividido en dos partes, una que podemos denominar fija a la que se incorporan los sistemas de anclaje al fondo, y la otra giratoria sobre la anterior, que es la que soporta las instalaciones de amarre al barco.

ESTUARIO.- Es la desembocadura en el mar de un río amplio y profundo, e intercambia con este agua salada y agua dulce, debido a las mareas. La desembocadura del estuario está formada por un solo brazo ancho en forma de embudo ensanchado. Suele tener playas a ambos lados, en las que la retirada de las aguas permite el crecimiento de algunas especies vegetales que soportan aguas salinas. En resumen, es el accidente geográfico que se genera cuando el agua dulce se mezcla con el agua salada.

CABO.Un cabo o punta es un accidente geográfico formado por una masa de tierra que se proyecta hacia el interior del mar; recibe este nombre sobre todo cuando su influencia sobre el flujo de las corrientes costeras es grande, provocando dificultades para la navegación

LITORAL.- El litoral constituye el área de transición entre los sistemas terrestres y los marinos. Conceptualmente es ecotono, una frontera ecológica que se caracteriza por intensos procesos de intercambio de materia y energía. Son ecosistemas muy dinámicos, en constante evolución y cambio. De las razones que inciden en el considerable dinamismo del litoral destacan los procesos

De Jesus Diego Leslie Joana

4

HIDRÁULICA MARÍTIMA

geomorfológicos dominantes, que diferencian dos tipos de costa, de erosión (acantilados) y de sedimentación (playas, arenales y humedales costeros).

FIORDO.- Es un barranco excavado por un glaciar que luego ha sido invadido por el mar, dejando agua salada. Normalmente son estrechos y están bordeados por empinadas montañas, que nacen bajo el nivel del mar.

MANGLAR.- Los manglares son especies de bosques de plantas leñosas que se desarrollan en lagunas, riberas y en costas tropicales protegidas del oleaje. Debido a su ubicación costera siempre están en contacto con cuerpos de agua de origen marino, o en combinación con el agua que llega a través de escorrentías o por la desembocadura de los ríos. Esta agrupación de árboles posee adaptaciones que les permite sobrevivir en terrenos anegados con intrusiones de agua salobre o salada.

MAR DE FONDO.- Es el movimiento de las olas que se propaga fuera de la zona donde se ha generado, pudiendo llegar a lugares muy alejados. También recibe el nombre de mar tendida o mar de leva. Por tanto este estado del mar no tiene relación alguna con el viento presente, aunque su causa es el viento que se haya originado en otra área distinta. El mar de fondo no debe confundirse con el tsunami, que son debidos a movimientos sísmicos en el fondo del mar

CAYO.- Un cayo es una pequeña isla con una playa de baja profundidad, formada en la superficie de un arrecife de coral. Los cayos por lo general se encuentran únicamente en ambientes tropicales de los Océanos Pacífico, Atlántico e Indico (incluidos el Mar Caribe, la Gran barrera de coral y el Arrecife de barrera de Belice ). Sus ecosistemas de arrecifes que lo rodean también proporcionan alimentos y materiales de construcción para los habitantes de la isla. Un inconveniente habitual en estas superficies terrestres es la falta de agua potable.

De Jesus Diego Leslie Joana

5

HIDRÁULICA MARÍTIMA

FLECHA O CORDÓN LITORAL.- Son barras de arena que prolongan una costa rectilínea y arenosa hacia el interior de una bahía. Se forman por el transporte de la arena de la costa hacia el interior de la bahía. Si la flecha llega a cerrar el frente de la bahía, se denomina cordón litoral. Adjunto, os dejo una imagen satélite que puede aclarar la situación del cordón y la diferencia con respecto a una flecha litoral.

ESLORA.- La eslora es la dimensión de un barco tomada a su largo, desde la proa hasta la popa. Esta distancia se mide paralelamente a la línea de agua de diseño, entre dos planos perpendiculares a línea de crujía; un plano pasa por la parte más saliente a popa de la embarcación y el otro por la parte más saliente a proa de la embarcación. Se incluyen todas las partes estructurales o integrales como son proas o popas, amuradas y uniones de casco con cubierta. Se excluye el púlpito de proa, en cuyo caso, el plano de referencia pasa por el punto de intersección de la cubierta con la roda.

MANGA.- Es la medida del barco en el sentido transversal, es decir de una banda a otra (de estribor a babor). Se mide en la parte más ancha del barco. Al igual que en la eslora, pueden existir variaciones de esta dimensión dependiendo de las formas del barco y donde sea medida, teniendo:  

Manga máxima: Es la máxima medida que tiene la embarcación en el sentido transversal. Manga en flotación: Es aquella que es medida en la línea de flotación del navío.

DÁRSENA.- Una dársena es la parte resguardada artificialmente, en aguas navegables, para el surgidero o para la carga y descarga cómoda de embarcaciones

CALADO.- El calado de un barco o buque es la distancia vertical entre un punto de lalínea de flotación y la línea base o quilla, con el espesor del casco incluido; en el caso de no estar incluido, se obtendría el calado de trazado.

De Jesus Diego Leslie Joana

6

HIDRÁULICA MARÍTIMA

BOCANA.- Se denomina bocana a la desembocadura de un río hacia la ribera del mar. Las bocanas son extensiones de agua dulce, que se mezcla con el agua de mar. También se denomina bocana a la entrada de un puerto, concretamente a la zona que queda libre entre los diques de abrigo.

ABRIGO.- Las obras de abrigo de un puerto o una zona costanera son estructuras pétreas que protegen las aguas interiores de la energía del oleaje. Su fallo estructural puede comportar daños materiales e incluso pérdidas humanas con lo que se hace imprescindible un control periódico de su estado.

ARRIBO.- La palabra arribo es empleada con recurrencia en el lenguaje corriente para indicar tanto la llegada como la entrada a un lugar determinado. ATRACAR.Ponerse una embarcación junto al muelle o junto a otra, asegurándola para que no se mueva

BARLOVENTO.- El término barlovento hace referencia al lugar de donde viene el viento. Es un término marino que se opone al de sotavento. Así, la expresión a barlovento significa de cara al viento SOTAVENTO.- Es la zona o parte opuesta donde proviene el viendo referente de un lugar en particular. Entonces podemos decir que sotavento es un vocablo que alude al sector contrario a aquel de donde deriva el viento PUERTO.- Lugar resguardado del viento a la orilla del mar o de un río donde las embarcaciones pueden detenerse y permanecer seguras, que dispone de instalaciones para hacer reparaciones o realizar operaciones de embarque y desembarque.

De Jesus Diego Leslie Joana

7

HIDRÁULICA MARÍTIMA

COSTAS DE MÉXICO La privilegiada ubicación geográfica de México posiciona al país de manera estratégica en el contexto mundial, entre los dos océanos más grandes del planeta. La superficie de la zona económica exclusiva (2,715,012 Km2) del país, incluida la del mar territorial (231,813 Km2), es más extensa que la superficie continental de México (1,959,248 Km2), y constituye un espacio del territorio nacional que debe ser administrado de manera sustentable, para beneficio de la nación. De las 32 entidades federativas que conforman la República Mexicana, 17 tienen apertura al mar y representan el 56% del territorio nacional. En estos estados, 150 municipios presentan frente litoral y constituyen aproximadamente el 21% de la superficie continental del país. La superficie insular es de 5,127 Km2 (INEGI, 2009). La longitud de costa del país, sin contar la correspondiente a las islas, es de 11,122 Km. En el litoral del Pacífico y Golfo de California se tienen 7,828 Km y 3,294 Km en el Golfo de México y Mar Caribe. El espacio territorial de aplicación de esta política se circunscribe a las zonas marinas mexicanas, conforme a lo establecido en la Ley Federal del Mar, y a la zona costera mexicana, de acuerdo a la definición de zona costera del país que adoptamos en esta misma política.

De Jesus Diego Leslie Joana

8

HIDRÁULICA MARÍTIMA

II.- ASPECTOS OCEANOGRÁFICOS 2.1.- MAREAS 2.1.1.- DEFINICIÓN Llámese mareas a la oscilación periódica del nivel del mar originada principalmente por los astros. 2.1.2.- CLASIFICACIÓN Las mareas se clasifican en tres tipos:   

Astronómicas Meteorológicas Hidráulicas

Mareas astronómicas Se dividen en diurnas, semidiurnas y mixtas. Las primeras se caracterizan por presentar un pleamar y un bajamar durante un día lunar, que equivale a 24 horas y 50 minutos. La semidiurna se caracteriza por presentar dos pleamares y dos bajamares en un día lunar y las mareas mixtas se caracterizan por presentar dos bajamares y un pleamar o dos pleamares y un bajamar durante un día lunar. Pleamar Máxima altura que presenta la superficie del mar durante una marea. Bajamar Mínimo nivel que alcanza la superficie del mar durante una marea. Mareas vivas Se presentaran cuando se alinean sobre el mismo eje los astros sol, luna y tierra, presentándose durante la luna llena y luna nueva. Dentro de estas existen dos valores máximos ocurridos en el equinoccio de primavera y otoño, es decir, cuando los astros se alinean en el eje del ecuador, a mayor amplitud se tienen mayores volúmenes de agua. Mareas muertas También conocidas como cuadráticas se presentan cuando la luna y la tierra tienen un ángulo de 90° con respecto al sol y en las fases de cuarto menguante y cuarto creciente, ocurriendo un menor volumen de corrientes. Marea equinoccial Nivel extra que presenta el nivel del mar cuando se presenta el equinoccio más algún otro astro que se alinea. De Jesus Diego Leslie Joana

9

HIDRÁULICA MARÍTIMA

Mareas meteorológicas Es un aumento que registra el nivel del mar a consecuencia de un fenómeno meteorológico como lo son viento y lluvia. Cuando el viento sopla en un cuerpo de agua, generalmente mar adentro, la superficie del cuerpo de agua registra una sobreelevación adicional. Cuando en un cuerpo de agua se genera un ciclón, traerá como consecuencia una sobreelevación en el nivel del mar. Mareas hidráulicas Aumento extra que se registra en la superficie del mar cuando convergen dos franjas de tierra en presencia de oleaje ocurrida en marea astronómica. 2.1.3.- NIVELES DE MAREA MÁS UTILIZADOS EN INGENIERÍA CIVIL A continuación se enlistan y describen los niveles de marea más empleados: Nivel Medio del Mar (NMM).- Promedio de las alturas horarias en un periodo de observación y sirve de referencia para dar las alturas a poblaciones y principales montañas del mundo. Nivel de Pleamar Medio (NPM).- Promedio de todos los pleamares registrados en un periodo de estudio; cuando es marea tipo diurna se calcula tomando la pleamar más alta durante el día, lo que equivale en este caso que la pleamar media sea igual a pleamar media superior. Nivel de Pleamar Media Superior (NPMS).- Promedio de las elevaciones mas altas y que se registran en el periodo de observación, este nivel sirve de referencia para dar la cota de coronamiento de la capa núcleo de un rompeolas, así mismo también servirá para las pantallas de atraque de los muelles. Nivel de Pleamar Máximo Registrado (NPMR).- Sirve de referencia para delimitar la zona federal, misma que sirve de resguardo para evitar inundaciones. Se puede dar por efectos meteorológicos. Altura Máxima Registrada (AMR).- Se presenta por efectos de sismo o tsunami.

2.1.4.- EQUIPO DE MEDICIÓN REGLA DE MAREAS Se deben de colocar en lugares de poco oleaje, de fácil acceso y de tomo de lectura. INSTRUMENTOS Estaciones primarias y secundarias De Jesus Diego Leslie Joana

10

HIDRÁULICA MARÍTIMA

Mareómetros o reglas de marea (lecturas a cada hora)

MAREÓMETRO Mareómetro o mareógrafo es el aparato que sirve para medir o registrar las mareas, se suele situar en las entradas de los puertos para orientar e informar a los barcos de la disposición de calado existente. Forman parte de las redes de meteorología y oceanografía para la ayuda a la navegación marítima. Según el fenómeno utilizado para realizar la medida se pueden distinguir diferentes tipos de mareómetros: 

Mareógrafo Andera, llamados también mareógrafos de presión, obtienen el nivel del mar a partir de la medida de la presión hidrostática. Esta medida está influenciada por la presión atmosférica y es necesario, a no ser que el propio medidor lo realice, efectuar la corrección correspondiente.  Mareógrafo Sonar, llamado también acústico SONAR usa el principio de medición de distancia por el eco de un sonido. Suele estar compuesto por un emisor - receptor de ultrasonidos colocado a una distancia de la superficie del agua y mediante la medición del tiempo que tarda en llegar el eco de una señal que ha mandado determina el nivel de la marea. Este dato, junto con la fecha y la hora es guardado o enviado a un sistema de análisis.

MAREÓGRAFOS   

Mecánicos Eléctricos Electrónicos

EQUIPOS DE PRESIÓN 

Mareógrafos tipo Andera

Obtienen el nivel del mar a partir de la presión hidrostática. 

Mareógrafo sonar o acústico

Suele estar compuesto por un emisor y un receptor ultrasónico colocados a una distancia de la superficie del agua, registrando el tiempo que tarde en llegar la señal que ha emitido el nivel del agua conjuntamente trabajando con una cinta de papel que registra fecha y hora.

De Jesus Diego Leslie Joana

11

HIDRÁULICA MARÍTIMA

2.2.- VIENTO 2.2.1.- DEFINICIÓN Se define a los vientos geográficamente como masas de aire que circulan casi superficialmente a la superficie terrestre. 2.2.2.- CLASIFICACIÓN Los vientos pueden clasificarse en tres grupos:  Vientos regulares o constantes  

Vientos periódicos Vientos irregulares

VIENTOS REGULARES Se caracterizan por soplar casi siempre en la misma dirección, como por ejemplo, los vientos alisos y contralizos. Los vientos alisos son vientos que soplan de los polos hacia el ecuador y alcanzan velocidades de hasta 10 km/hr. Los vientos contralizos son vientos cálidos que circulan del ecuador hacia los polos y alcanzan velocidades de hasta 25 km/hr. VIENTOS PERIÓDICOS Se caracterizan por cambiar el sentido de su dirección en función de las estaciones del año, incluso durante el día y la noche. Por ejemplo: La brisa diurna y nocturna; la primera por la mañana la tierra se calienta mas rapido que el mar y por ello los vientos soplan del mar hacia la tierra. En la brisa nocturna, la tierra se enfría más rápido que el mar y el viento sopla de la tierra al mar.

VIENTOS IRREGULARES Estos no obedecen alguna dirección específica como por ejemplo: Ciclones, huracanes, etc.

2.2.3.- FUERZAS QUE GENERAN VIENTO La gran capa atmosférica es atravesada por las radiaciones solares que calientan el suelo, el cual, a su vez, calienta el aire que lo rodea. Así resulta que éste no es calentado directamente por los rayos solares que lo atraviesan sino, en forma De Jesus Diego Leslie Joana

12

HIDRÁULICA MARÍTIMA

indirecta, por el calentamiento del suelo y de las superficies acuáticas. Cuando el aire se calienta, también se dilata, como cualquier gas, es decir, aumenta de volumen, por lo cual asciende hasta que su temperatura se iguala con la del aire circundante. ...