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Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería CivilTITULO“Estudios Batimétricos”Presentado por ---.GrupoRepública de PanamáINDICE GENERAL.CAPITULO 1.“Estudios Batimétricos” .................................................................... 5,CAPITULO 2“Estudios de Marea.” .................

Description

Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Civil

TITULO “Estudios Batimétricos”

Presentado por ---

.

Grupo

República de Panamá

2021

INDICE GENERAL.

CAPITULO 1. “Estudios Batimétricos” ………………………….………………………………. 5,9 CAPITULO 2 “Estudios de Marea.” ……………...……………………………………………

10,12

CAPITULO 3 “Los Estudio De Corrientes Debido A Vientos, Olas Y Mareas”…………………………………………………………………………..… 13,17 3.1 Los estudios de corrientes que se realizan debido a vientos …………………………………………………………………… 14 3.2 Los estudios de corrientes que se realizan debido a las olas………………………………………………………………….. 15 3.3 Los estudios de corrientes debido a las mareas:……………………………………………………………… 16 CAPITULO 4 “Empresa que realiza estudios batimétricos y los profesionales encargados.”……………………………………………………………………… 18 CAPITULO 5 “Datos que suministran los estudios batimétricos para realizar el diseño de zonas de agua e instalación de muelles en el recinto portuario.”……………………………………………………………………….. 19,20 CAPITULO 6 “Planos conceptuales y procedimientos necesarios para el diseño en planta de infraestructuras e instalaciones portuarias”…………………………………………………………………………21,24 CONCLUSIONES…………………………………………………………………….25 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………26,27

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INDICE DE ILUSTRACIONES Figura Nº1: levantamiento topográfico de un terreno cubierto por agua……………………………………………………………………………………...5 Figura Nº2: Uso de las técnicas con ecosondas Monohaz y Multihaz…………………………………………………………………………………..6 Figura Nº3: Sonar utilizado en los estudios batimétricos………………………….7 Figura Nº4: Efecto de la luna en las mareas……………………………………...10 Figura Nº5: Mareógrafo Aandera…………………………………………………...11 Figura Nº6: Mareógrafo Sonar………………………………………………………12 Figura Nº 7: Flotador sencillo consistente en una lata……………………………13 Figura Nº 8: efecto del viento en las corrientes……………………………………14 Figura Nº9: corrientes debido a las olas……………………………………………15 Figura Nº 10: corrientes de Marea………………………………………………..…16 Figura Nº 11: La existencia y deriva de una corriente en torno a una bahía……………………………………………………………………………………17 Figura Nº12: topógrafo en levantamiento batimétrico…………………………….18 Figura Nº13: cartografía del fondo marino…………………………………………20 Figura Nº14: Perfil batimétrico………………………………………………………20 Figura Nº15 : Plano general de áreas de tierra del recinto portuario de Coatzacoalcos y las diferentes posiciones de atraque y su ubicación dentro del recinto…………………………………………………………………………………24 Figura Nº16: Plano de áreas de almacenamiento del puerto de Coatzacoalcos…………………………………………………………………………24

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INTRODUCCION

En el presente trabajo se abordan los temas que abarcan los estudios de batimetría. Una batimetría se refiere al levantamiento topográfico del relieve de superficies del terreno cubierto por el agua, es decir, la cartografía de los fondos de los diferentes cuerpos de agua.

Los estudios batimétricos son indispensables para iniciar el diseño de cualquier obra de construcción marítima. Se pueden realizar mediante diferentes técnicas y métodos, de los cuales los más usados son Los ecosondas Monohaz y Multihaz; dentro de los estudios de batimetría se realizan a su vez estudios de mareas los cuales brindan la información con respecto a el comportamiento de las mareas en el lugar específico de estudio. Además, se realizan estudios de las corrientes, ya que estas pueden ser debido a diferentes factores como lo es el viento, el oleaje y la marea.

A nivel nacional e internacional existen muchas empresas que realizan el estudio de batimetría, las cuales cuentas con diferentes equipos para el desarrollo de este y de igual forma con topógrafos experimentados en el tema.

Entre los datos que suministra el estudio batimétrico se encuentra la información más detallada de la forma y estructura de un lecho marino, como está formado desde un punto de vista geomorfológico y geológico.

Para el diseño de un plano para un puerto se deben analizar los estudios obtenidos y los diferentes puntos que se detallaran en el mismo usando el buque proyecto para puntos como el canal de acceso, etc.

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CAPITULO 1. “Estudios Batimétricos”.

La batimetría es la palabra utilizada para referirse a un levantamiento topográfico del relieve de superficies de un terreno cubierto por agua (lagos, ciénagas, embalses, mar, lechos de ríos, etc.); es un estudio que brinda la información más detallada de la forma y estructura de un lecho marino, como está formado desde un punto de vista geomorfológico y geológico (ver figura Nº1) . Un modelo batimétrico se puede considerar como la fuente primordial de información sobre el medio marino, es por esto por lo que es una pieza clave para iniciar cualquier proyecto de obra marítima, ya que brinda la presentación completa y detallada del lecho marino.

Figura Nº1: levantamiento topográfico de un terreno cubierto por agua.

Los estudios batimétricos son denominados también como topografía hidrográfica, cartografía náutica, etc. En el estudio batimétrico es necesario para comprender la morfología de la zona y posterior a esto iniciar el diseño para el proyecto de construcción. Estos estudios son los equivalentes a los estudios de altimetría (estudio de las profundidades marinas), de las terceras dimensiones de los fondos lacustres; además tiene la obligación de dar a conocer las curvas de nivel que existen en la zona de estudio.

Las mediciones realizadas en los estudios batimétricos implican la obtención de datos con los valores obtenidos de la profundidad y de la posición de todos y cada uno de los puntos muestreados, estos puntos están formados por coordenadas X, Y, Z. A partir de los puntos muestreados, se pueden definir líneas con el mismo valor de profundidad, estas líneas reciben el nombre de isóbatas. El conjunto de

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todas las isóbatas de una determinada zona daría lugar al modelo batimétrico que determinará cómo se estructura el fondo marino.

El levantamiento batimétrico se realiza en dos partes. Primero, se determina la posición de la embarcación para iniciar la investigación, luego, se determina la costa submarina. Una vez concluida la investigación, se procede a representar en un plano de forma gráfica y se crea el plano submarino referido a la costa.

El estudio de la batimetría se lleva a cabo mediante diferentes métodos y técnicas, las cuales dan resultados en función a la precisión utilizada. Estas son: •

Los ecosondas Monohaz y Multihaz: este sistema permite emitir ondas de sonido que miden la distancia entre la superficie del agua y el fondo marino, así como objetos suspendidos en esta o que reposan en el fondo (ver figura Nº2). La sonda monohaz, se tiene la batimetría de una línea, por otro lado, la sonda multihaz permite obtener la profundidad de una línea, de forma que al mover la embarcación se tiene la batimetría de un área (abanico de información).

Figura Nº2: Uso de las técnicas con ecosondas Monohaz y Multihaz. •

El Sonar: este instrumento emite ondas de sonido que, al rebotar contra algún cuerpo material o el fondo marino, devuelve su profundidad y posición ( ver figura Nº3). La medida se realiza a lo largo de la línea de trayectoria que realice la embarcación donde esté ubicado el sonar.

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Figura Nº3: Sonar utilizado en los estudios batimétricos.

•

Método de posicionamiento planimétrico: es el levantamiento topográfico de las costas realizado desde tierra, se realiza como en cualquier trabajo topográfico, pero para determinar la posición planimétrica de un punto marino (materializado por la embarcación que efectúa el sondeo), cuya profundidad queremos medir, es necesario recurrir a procedimientos especiales.

•

Método de posicionamiento altimétrico: Consiste en determinar la cota de los puntos midiendo la distancia vertical existente entre la superficie del agua y el punto en el fondo. Estas cotas habrán de referirse siempre, a las coordenadas (x,y) del punto en el que está situado en el momento de la obtención de la profundidad .A esta determinación altimétrica de relieve submarino se le denomina operación de sondeo ,o simplemente ,sondear.

El sondeo es la parte definitiva de cualquier batimetría y aporta los elementos suficientes para garantizar la seguridad de la navegación al facilitar información de las profundidades marinas

•

Metro de posicionamiento 3D: es el método más usado actualmente en los levantamientos batimétricos, el método combinado de GPS + ecosonda digital.

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•

Batimetría fotogramétrica:

el uso de la fotogrametría ha permitido

mejorar la precisión y aumentar la rapidez de los levantamientos batimétricos. su uso queda limitado en aguas no muy profundas ; tiene la ventaja de que permite obtener un número mayor de curvas de nivel por lo que el fondo queda mejor definido.

•

Batimetría por procedimientos fotográficos: este método es aplicable en aguas poco profundas, consiste en estudiar la variación del espectro visible en una imagen obtenida desde aeroplanos y satélites. La fotografía se realiza con películas capaces de producir un alto contraste cromático.

•

Batimetría mediante sonar lateral: esta metodología es conocida como Wealds ( Weapon Esearch Establishment Laser Depth Sounding). Permite obtener mapas tridimensionales de fondo mediante un emisor -receptor de ondas acústicas; se utiliza con varios barcos moviéndose en paralelo obteniendo una carta continua y compleja.

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Batimetría mediante láser: consiste en un sonar que funciona con láser y permite medir de día profundidades de 2 a 30 metros, con un error máximo de 1 metro y de noche puede llegar a alcanzar los 60 metros de profundidad. puede transportarse en un avión o en un barco.

•

Batimetría mediante teleducación: los datos son alcanzados a través del uso de satélites como GEOSAT, LANDSAT, SPOT o RADARSAT; se han obtenido buenos resultados al aplicar esta metodología en mares poco profundos.

Algunos de los equipos más utilizados para la batimetría son: •

Ecosonda Monohaz Hydrotrac

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Transducer 200 Khz.

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Gps Trimble Pro Xrs 4300

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Gps NDS 132 móvil 8

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Estación Total South Surveying NTS 350

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Computador Portátil Panasonic

•

Perfilador De Velocidad Del Sonido Digibar Pro-Marca Odom

•

Radios Portátiles Icom

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Trípodes

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Prisma

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Bastón

•

Licencia Hypack Max / Pathfinder

•

Tarjeta Pcmcia Con Pulpo 03 Baterías 12 Voltios

•

Cargador De Baterías

•

Barra De Calibración

•

Inversor De Corriente

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Cámara Fotográfica Digital.

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CAPITULO 2 “Estudios de Marea.”

La marea es el movimiento periódico de ascenso y descenso de las aguas del mar, producido por las perturbaciones gravitatorias del Sol y de la Luna en la Tierra (ver figura Nº4) . Su frecuencia es de dos veces por día aproximadamente, y su amplitud (diferencia entre los niveles de pleamar y bajamar), que también varía de día a día, las mareas dependen de la fase de la Luna.

La marea no es siempre la misma ya que hay algunos factores que determinan su capacidad; la altura de la marea o su amplitud varía en función de la posición de la luna y el sol con respecto a la tierra. Cuando la luna y el sol se encuentran alineados con la tierra (luna nueva o luna llena), es cuando se produce la mayor fuerza de atracción y por tanto las mareas son más altas y las pleamares son las de mayor valor “mareas vivas” esto ocurre en mayor medida con la luna nueva. Por el contrario, cuando la luna, la tierra y el sol forman un ángulo recto (luna en cuarto creciente o cuarto menguante) la fuerza de atracción de la gravedad resulta mínima, siendo las mareas menores, también llamadas “mareas muertas”.

Figura Nº4: Efecto de la luna en las mareas.

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El estudio de marea ha de hacerse en las cercanías de la zona en que se está realizando el levantamiento batimétrico, para poder reducir los sondeos al datum o cota de referencia.

Los estudios e informaciones de mareas permiten obtener los diferentes planos o datum, con el fin de determinar las alturas de los accidentes topográficos, las profundidades del mar, las alturas adecuadas de las infraestructuras a diseñar y para la determinación de la línea más alta de marea.

La finalidad de los estudios mareográficos, es la captura y procesamiento de datos de manera secuencial, de los diferentes planos de referencia vertical existentes, a nivel de las costas. Estas mediciones son de suma importancia para la planificación y desarrollo de obras de infraestructura ubicadas en franjas litorales.

El 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 Aanderaa: llamados también mareógrafos de presión, obtienen el nivel del mar a partir de la medida de la presión hidrostática (ver figura Nº5). Esta medida está influenciada por la presión atmosférica y es necesario, a no ser que el propio medidor lo realice, efectuar la corrección correspondiente.

Figura Nº5: Mareógrafo Aandera. 11

•

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 ( ver figura Nº6). Este dato, junto con la fecha y la hora es guardado o enviado a un sistema de análisis.

Figura Nº6: Mareógrafo Sonar.

A fin de asegurar una navegación sin contratiempos para entrar y salir de puertos artificiales, todos los sondeos de profundidad se miden con referencia al cero de la carta o al nivel de bajamar en mareas vivas, mientras que todas las alturas en tierra se miden con referencia al nivel de pleamar en mareas vivas. Los estudios de mares dan como resultado tablas en donde se muestran los niveles máximos y mínimos de las mareas en la localización propuesta.

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CAPITULO 3 “Los Estudio De Corrientes Debido A Vientos, Olas Y Mareas” La expresión de corriente se emplea para indicar el desplazamiento horizontal o vertical de las masas de agua en el seno del mar y en función del tiempo. La circulación de las corrientes se define por su rumbo y velocidad o intensidad horaria. Estos movimientos del mar océano con desplazamientos que, aunque a nivel superficial no son tan visibles como las olas y las mareas, son de mayor amplitud.

Se puede medir la fuerza de una corriente utilizando un sencillo flotador consistente en una lata con un contrapeso colgando alrededor de un metro por debajo del nivel del agua (ver figura Nº7) , cronometrando el tiempo que tarda en recorrer una distancia conocida a lo largo del litoral o en cruzar una bahía. Cuando se mida la fuerza de las corrientes en el mar se deberán observar los puntos que se relacionan a continuación: • • •

La dirección general y duración de la tormenta o de las olas entrantes, si las corrientes hubieran sido generadas por una tormenta. Si aparecieran algas, después de cuántas horas de tormenta aparecen por vez primera. Si aparecieran derrelictos o maderas a la deriva, el punto donde llegan a tierra. En muchos casos, un punto o una bahía en concreto acumula muchos más desechos que los adyacentes, en cuyo caso sería necesario descartar dicho emplazamiento como posible localización de un puerto.

Figura Nº 7: Flotador sencillo consistente en una lata

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3.1 Los estudios de corrientes que se realizan debido a vientos:

Los vientos constituyen fuerzas externas que pueden explicar la circulación general de la superficie de los océanos. Así, las principales causas de las corrientes marinas son: • • •

vientos permanentes soplando sobre la superficie del agua (que producen fricción y arrastre de las moléculas superficiales del agua oceánica). diferencias de densidad entre masas de agua. influencia de la disposición de los continentes y los litorales.

El viento; es sin duda el principal factor que influye en la creación e intensidad de una corriente (ver figura Nº8). Las aguas de la superficie del océano son movidas por los vientos dominantes, formándose unas gigantescas corrientes superficiales, en forma de remolinos. Además de los movimientos horizontales del agua, o corrientes, los vientos causan movimientos verticales de las aguas superficiales que pueden ser ascendentes también conocidos como de surgencias; o de descendentes (sumersión) denominados también hundimiento. La ascensión o la sumersión del agua en las costas es frecuente en las zonas donde los vientos dominantes soplan paralelamente a ella. El viento pone en movimiento las aguas superficiales. La presencia del continente y el fondo poco profundos reducen el movimiento del agua. Cuando el movimiento neto inducido por el viento en el agua se dirige hacia el mar, fluye agua sub-superficial a la superficie de la costa. Esta lenta corriente, procedente de 100 – 200 m de profundidad, reemplaza a las aguas superficiales que el viento ha empujado hacia el mar.

Figura Nº 8: efecto del viento en las corrientes.

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3.2 Los estudios de corrientes que se realizan debido a las olas:

El oleaje en la costa también genera corrientes que influyen considerablemente en el movimiento de los materiales sedimentarios a lo largo del litoral y es una causa fundamental de la erosión o progradación de la costa.

La corriente de deriva litoral se produce cuando las olas llegan oblicuas a una costa rectilínea, generalmente en ángulo inferior a 10º (el ángulo nunca puede ser mayor debido a la refracción), esto da nacimiento a una corriente paralela al litoral, entre la zona de rompiente y la orilla. La velocidad de la deriva es mínima fuera de la zona de rompiente, lo que demuestra claramente que es inducida por el oleaje y no puede ser atribuida a corrientes oceánicas o corrientes de marea.

La corriente de resaca o retorno es una fuerte corriente superficial (o casi superficial) de agua, que retrocede desde la costa hacia el mar (ver figura Nº9). Se genera principalmente por la rotura irregular de las olas a lo largo de la cresta, llegando bruscamente a la playa con un índice elevado de energía, desvaneciéndose luego sobre el fondo para, posteriormente, regresar hacia el mar por un canal a través de las olas.

Su intensidad depende de la altura de las olas y de las características topográficas de la orilla, siendo además reforzadas por las corrientes de marea, por lo que se hacen más peligrosas en bajamar. Estas corrientes pueden ser visibles o no dependiendo de la intensidad de la corriente y del tipo de sedimento que se encuentra en la playa.

Figura Nº9: corrientes debido a las olas.

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3.3 Los estudios de corrientes debido a las mareas:

El fenómeno de las mareas provoca las corrientes de la marea (movimientos periódicos horizontales del agua). ...