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MAQUINARIAS Y EQUIPOS ESPECÍFICOS EN OBRAS MARINAS

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David Masías

on 17 December 2014

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Transcript of MAQUINARIAS Y EQUIPOS ESPECÍFICOS EN OBRAS MARINAS

MAQUINARIAS Y EQUIPOS ESPECÍFICOS EN OBRAS MARINAS
Integrantes:
- Dominguez Arbildo Elar Antonio
- Durand Silva Alexander
- Labán Arrieta Eduardo Enrique
- Masías Alburqueque David S.
- Orozco Juarez Alan
- Pulache Juarez William Anthony

Ingeniería de Costas
Ing. Walter La Madrid Ochoa
03 de Diciembre de 2014
MAQUINARIA
Equipos para el transporte de tierras y materiales
Equipos de excavación
Equipos Auxiliares
Tipologías de obra marítima
Varaderos
Gradas
Diques secos

Muelles
Estructuras de atraque
Canales de acceso, esclusas
Obras interiores:
Diques de abrigo
Diques de contención

Obras exteriores:
Infraestructura para el mantenimiento de embarcaciones:
Muy específica

Fabricación por encargo y según especificaciones del contratista

Cada empresa constructora dispone de flota propia, otorgándose nombre propia a cada unidad

Necesidad de personal cualificado para su manejo, cuyo desplazamiento junto con el equipo encarece el proceso constructivo
Equipos para el transporte de tierras y materiales
Equipos Auxiliares
CLASIFICACIÓN
Equipos de excavación
Dumpers
Se denomina Camión Dúmper al vehículo autopropulsado sobre grandes ruedas, con caja abierta y muy resistente. Se utiliza para transporte de grandes volúmenes de acarreo de tierra o roca. A diferencia del Camión Volquete, el bastidor, motor y caja de carga se diseñan conjuntamente y forman una unidad completa e indivisible. Transporta en torno a 180 Tm. Supera importantes pendientes y la carga se realiza por medios externos.
Dumpers de movimiento de tierra
Son unidades robustas y muy potentes. Se adaptan a ciclos de trabajo largos y se utilizan para realizar grandes movimientos de tierra. Tiene tres ejes.
Dumpers de roca
Se utilizan para el transporte de materiales sueltos y muy pesados. Son máquinas diseñadas en función de la caja de carga, la cual tiene forma trapezoidal. Tiene cuatro ejes. No circulan por carretera y su desplazamiento se limita dentro de los límites de la obra.
MAQUINARIA COMÚN
Dumpers articulado
De similares características que el Dúmper de Roca pero se diferencia porque posee dos partes independientes aunque articuladas entre sí: la tractora delantera, y la trasera de carga. De mayor poder de maniobra ya que la caja de carga puede adoptar cualquier ángulo, de hasta 90º en relación con el elemento tractor.
Mini Dumpers
Se trata de una caja de carga dotada de un eje con ruedas, que se acopla a una minicargadora.
Gánguiles por vertidos de fondo
Embarcaciones que disponen de una cántara de carga, en la que la draga o dumpers depositan el material para ser transportado al lugar adecuado de vertido.

Los gánguiles pueden ser autopropulsados o no, y tener distintas formas de apertura para verter el material, siendo la más habitual la apertura por fondo.
Gánguil ordinario
Consiste en instalar maquinaria convencional de descarga (grúas) sobre el gánguil
MAQUINARIA ESPECÍFICA
Gánguil de cono
No posee ningún mecanismo especial para el vertido; este se efectúa por giro del gánguil alrededor de su eje longitudinal se aplica principalmente para el transporte y vertido de bloques y piezas de gran tamaño, aunque no son muy utilizado actualmente, por la peligrosidad de su maniobra.
Gánguil de volcado
Esta dotado en su fondo de una compuerta, que al abrirse permite la descarga de los productos de degrado.

La compuerta puede accionarse lateralmente o hacia abajo.
En su cubierta dispone de una pala accionada por sistemas hidráulicos, que vierte el material por empuje.
Gánguil de empuje
Dotado de dos cuerpos flotantes articulados cuyo mecanismo de abertura se materializa en unas bisagras situadas en cubierta a proa y popa.
Gánguil de visagra
EQUIPOS DE DRAGADO
Las inversiones necesarias para realizar obras de dragado son muy elevadas debido a que la maquinaria adquiere un protagonismo esencial y sus costes de adquisición pueden llegar a millones de €. Por ello la elección del equipo es fundamental.
CLASIFICACIÓN
En el desalojo y/o excavación del material se emplean medios hidráulicos (succión o inyección).
Dragas Mecánicas
Dragas Hidráulicas
Draga WID
Water Injection Dredger
Son equipos autopropulsados o remolcables que trasladan sedimentos con la ayuda de la gravedad (pendientes) y las corrientes marinas.

Realizan el dragado por “agitación” mediante la Inyección de agua a baja presión sobre materiales finos, creando una pulpa (material mezclado con agua, que posee menor densidad).
El sistema es muy bueno cuando el material tratado (suelto) discurre según un plano inclinado descendente. En estas condiciones se pueden mover grandes volúmenes a grandes distancias.
Usos.
• Mantenimiento de canales de navegación
• Mantenimiento de calado en puertos y marinas
• Eliminación de depósitos de fino en taludes (junto tierra firme)
• Desencallado de Barcos.
• Nivelación del fondo marino
• Nivelación de áreas dragadas con otros métodos.
• Incremento de la profundidad de cables y tuberías submarinas
Método de Operación.
1. Posicionamiento de la Draga en la zona a dragar
2. Descenso de las boquillas inyectoras de agua hasta penetrar en la capa de material
3. Inyección de agua a baja presión
4. Desplazamiento de la draga hacia delante (dirección de desplazamiento de la pulpa) hasta la zona de acumulación del material (hay distintos sistemas).
Principales magnitudes.
• Profundidad Máxima: 15m sistema de conexión rígido
• Profundidad Máxima: 30m sistema de conexión flexible
• Altura máxima de ola: 0,5 m

Ventajas.
• Es el método más “natural”
• Gran productividad y Economía si se dan las condiciones
• Se utiliza donde otros métodos no llegan (ej. dragado en taludes)
• Alta maniobrabilidad y escaso calado (uso en espacios pequeños)

Inconvenientes.
• Uso Restringido a materiales finos y sueltos
• No utilizable si el material debe desplazarse con fuerte contrapendiente
• Uso restringido en desplazamientos locales de material
• Muy influenciado por las pendientes del lecho marino

Draga TSHD
Trailing Suction Hopper Dredger
Son barcos diseñados para aguas profundas dotado de tubos flexibles y bombas de succión que aspiran material suelto de pequeño tamaño del lecho marino, lo depositan en sus bodegas (cántaras), lo transportan al lugar de descarga.

Frente a otras dragas que solo realizan la extracción y/o el vertido, las dragas de succión en marcha realizan:

EXTRACCION - TRANSPORTE - VERTIDO

Usos.
• Necesidad de obtener y transportar material suelto (finos, arenas o incluso gravas)
Método de Operación.
1. Llegada de la Draga a la zona de trabajo (generalmente mar abierto)
2. Descenso de las tuberías y los equipos de succión (grúas de sujeción) hasta capa de sedimentos.
3. Puesta en marcha de los equipos de succión y cabezales de dragado
4. Desplazamiento del buque lentamente hacia en sentido marcha.
5. Almacenamiento del material en la cántara hasta rebose (decantación pulpa)
6. Izado de los equipos y transporte hasta lugar de descarga
7. Descarga (vertido o bombeo)
Principales magnitudes.
• Capacidad de carga (bodega): 500-35.000 m3
• Profundidad de Dragado: 20-110 m
• Calado mínimo en carga: 5m
• Altura máxima de ola: 5 m
• Tamaño máximo partícula: 300 mm
• Resistencia máx. corte material: 75 kPa

Ventajas.
• Independencia de operación y condiciones del mar (Autopropulsado)
• Transporte del material a largas distancias y vertido autónomo.
• Elevado volumen de producción
• Económico (para grandes volúmenes)

Inconvenientes.
• No es eficaz si el material a dragar es resistente
• Necesita zonas amplias de trabajo
• La producción está afectada por la presencia de escombros
• Se produce dilución del material a dragar durante el proceso (menor eficacia)
Draga CSD
Cutter Suction Dredge
Son dragas equipadas de un cabezal cortador sumergible (cutter) que permite trabajar sobre materiales compactos y unos equipos de succión que transportan el material a bordo para su inmediato bombeo.

A diferencia de las dos anteriores son Dragas Estacionarias (la operación). La mayoría son remolcables sobre pontonas aunque las grandes son autopropulsadas.
Usos.
Son Dragas muy versátiles, siendo su campo de aplicación muy amplio. Actúan en zonas con un radio de acción limitado y escasa profundidad de dragado, debido a la limitación física que le impone la longitud del brazo sobre el que va montado el cabezal cortador, denominado escala.
Elementos Principales.
• Estructura Flotante (pontona) o Casco de barco (autopropulsadas)
• Dos Anclas de Giro (Babor y estribor)
• Dos Pilonos de anclaje en Popa: Anclaje durante la operación y avance.
• Tubería y equipos de succión (aspira e impulsa el material)
• Cabezal de corte o Cutter. Misión: cortar o romper el material del fondo marino y dirigirlo hacia la entrada del tubo de succión.
• Estructura de soporte del cutter y la tubería de succión (Escala)
• Sistema de Elevación de la Escala (castillete de proa).
Principales magnitudes.
• Capacidad de carga (bodega o cántara): no dispone
• Profundidad de Dragado: 0,75-35 m
• Calado mínimo en trabajo: 0,75m
• Anchura máxima de corte: 175 m
• Velocidad máxima de corriente: 2 nudos
• Resistencia máxima compresión terreno: 50 MPa
• Altura máxima de ola: 2 m

Ventajas.
• Dragado de Amplio rango de materiales, incluso roca
• Traslado directo del material por bombeo a la zona de deposición
• Posibilidad de dragado en aguas poco profundas
• Alta producción y precisión (según equipos)

Inconvenientes.
• Muy sensibles a las condiciones del mar
• Limitada profundidad de dragado (máx. 30m)
• Costes de desplazamiento elevados
• Distancia de transporte de material limitada por motivos económicos
Método de Operación.
1. Llegada de la Draga a la zona de trabajo y anclaje de pilonos de popa
2. Enlace de los cables de giro a las Anclas (situadas en bandas opuestas)
3. Conexión de la tubería de vertido (desde draga a punto de vertido)
4. Izado de uno de los pilonos de popa y descenso de la escala y cabezal
5. Puesta en marcha de los equipos de succión y cabezales de corte
6. Recogida del cable de una de las bandas y suelta de la otra
7. El buque describe un arco de circunferencia con eje en el pilono anclado
8. Descarga continua del material a través de la tubería de vertido
9. Se dan las pasadas necesarias (en función del material)
10. Avance y Fijación del otro pilono y levantado del anterior
11. Nuevo proceso
Draga Estacionaria de Succión
Son dragas dotadas de un mecanismo de succión sumergible, similares a las de succión en marcha solo que no operan a medida que se desplaza, sino ancladas (estacionarias).

Tampoco suelen disponer de cántara, por lo que el material extraído se bombea o deposita sobre barcazas. El proceso estático de succión crea una depresión en el lecho en forma de cono invertido).
Usos.
• Extracción de material granular para su posterior uso en restauración de terrenos. Gran rendimiento si los sedimentos son de gran espesor.
• No se utilizan en mantenimiento de canales de navegación

Método de Operación.
1. Estacionamiento de la Draga en la zona de trabajo
2. Posicionamiento de la barcaza (gánguil) junto a la draga o conexión de las tuberías de impulsión (bombeo)
3. Descenso de los equipos de succión hasta capa material granular
4. Puesta en marcha de los equipos de succión y cabezales inyectores de agua que fluidifican y arrastran el terreno
5. Carga de los gánguiles por vertido a través de conductos elevados con difusores o bombeo

Principales magnitudes.
• Profundidad de Dragado: 3-50 m
• Altura máxima de ola: 3 m

Ventajas.
• Permite extraer materiales situados debajo de capas estériles
• Posibilidad de dragado en aguas poco profundas
• Alta producción en capas de sedimentos sueltas y gruesas

Inconvenientes.
• Sensibles a las condiciones del mar si la carga es sobre gánguiles
• Uso restringido a materiales granulares

Draga de Rosario de Cangilones
(Bucket Dredger)
Son equipos exclusivamente mecánicos. Es un barco o pontona equipada con una cadena sin fin de cangilones (rosario) que una vez sumergida permite extraer y elevar el material del fondo.

Es el único equipo mecánico que trabaja de forma continua. Su diseño ha permanecido inalterado durante muchos años.
Elementos Principales.

• Estructura Flotante (pontona) o Casco de barco (autopropulsadas)
• Anclajes de Posicionamiento: longos de proa y popa y 4 traveses. En determinados equipos, algunos de estos anclajes pueder ser pilonos o Spuds.
• Estructura soporte de la cadena de cangilones (Escala)
• Sistema de Elevación de la Escala (castillete proa)
• Cadena sin fin de cangilones y tambores de guía y motor (inferior y superior).

Cangilones.
• Los cangilones (acero fundido) están unidos por eslabones
• Capacidad del Cangilón: 0,15 -1,2 m3.
• Velocidad de la Escala: 30 cng/min
• Gran variedad en función del material (roca: con escarificador)
Método de Operación.
1. Estacionamiento de la Draga en la zona de trabajo
2. Despliegue de los 6 anclajes (2 longos y 4 traveses, accionados por cabrestantes).
3. Posicionamiento de la barcaza (gánguil) junto a la draga o vertido directo
4. Descenso de la escala hasta capa material (óptimo 45º)
5. Puesta en marcha del tambor de arrastre. Carga y elevación de los cangilones y descarga del material junto tambor sup. al invertir su posición
6. Vertido sobre los gánguiles (barcazas) mediante dispositivo basculante transversal.
7. La draga se desplaza lateralmente mediante operación de los traveses, accionados mediante cabrestantes, describiendo un arco de circunferencia.
8. Una vez se ha barrido la anchura de calle, se recoge una pequeña longitud del longo de proa y se repite en proceso de corte.
9. El anclaje del longo de proa: reacción necesaria para excavación.
10. Optimo con la escala a 45º. A fin de mantener inclinación a diferentes profundidades: modificar posición del eje (Es una operación costosa y solo disponible en dragas modernas)

Principales magnitudes.
• Profundidad de Dragado: 5-35 m. Anchura máxima corte: 150 m
• Altura máxima ondulación terreno: 1 m. Altura máxima de ola: 1,5 m
• Rendimiento semanal entre 10.000 y 100.000 m3, dependiendo del tamaño, localización y el material.

Ventajas.
• Dragado Continuo y en muchos tipos de materiales
• Reducción de la dilución del material dragado (no pulpa), por lo que es particularmente eficiente en el dragado de material fino
• Buen control del perfil del terreno excavado (muy regular)
• Buena reacción a presencia de escombros (excepto a cadenas y cables)

Inconvenientes.
• Amplio despliegue de anclajes que dificultan la navegación
• Depende de las barcazas de carga (malo para rellenos costeros)
• Pérdidas de material altas (granulares) y Niveles de ruido elevados
• Baja eficiencia cuando la capa del material es de pequeño espesor
• Problemas de descarga de cangilones en materiales cohesivos
• No es muy recomendable en aguas someras debido a la posición de la catenaria de la cadena, que provocaría una sobre-excavación.
• Altos costes de instalación y operación
Draga de Retroexcavadora Hidráulica
(Backhoe Dredger)
Es un equipo formado por una Retroexcavadora hidráulica montada sobre un pedestal situado en un extremo de un pontón. Puede llevar cazo o cuchara hidráulica. Desarrollada a partir de las Retroexcavadoras hidráulicas terrestres en ciertas ocasiones se fijan directamente estas últimas a un pontón.
Método de Operación.
• Situación del pontón en la zona de trabajo (Estacionaria).
• Descenso de los 3 pilonos de anclaje (spuds) que absorben esfuerzos horizontales de la excavación
• Descenso del brazo de la RE, extracción y elevación del material
• Carga sobre gánguiles
• Izado de los 2 spuds situados en el tercio delantero. El spud de popa hace girar a la draga sobre su eje (eje motor). Reinicio del proceso.
Principales magnitudes.
• Profundidad de Dragado: 2-24 m. Volumen Cazos: 1-20 m3
• Altura máxima ondulación terreno: 1 m. Altura máxima de ola: 1,5 m

Ventajas.
• Capacidad en diferentes tipos de materiales i/escombros
• Trabajo en espacios confinados y ausencia de anclajes
• Reducción de la dilución del material dragado (no pulpa)
• Buen control de la posición y la profundidad
• Bajo coste de operación y mantenimiento

Inconvenientes.
• Baja producción por operación discontinua
• Depende de las barcazas de carga (no para rellenos costeros)
• Escasa profundidad de dragado
Usos
.
Puede trabajar sobre todo tipo de suelos, incluso rocas de hasta 10MPa y espacios reducidos (no necesita anclajes externos). La necesidad de barcazas o vertido directo dificulta su uso en las regeneraciones costeras
Draga de Cuchara
(Grab Dredger)
Draga dotada de una grúa con brazo de celosía sobre el que cuelga, pendido de un cable, el cucharón o bivalva. Montada sobre un pedestal situado en un extremo de un pontón (también las hay autoportantes, sobre buque).
Diversos tipos de cucharas: bivalva, de gajos, pólipos (extracción de grandes bloques)

Método de Operación.
• Situación del pontón en la zona de trabajo
• Descenso de los 3 pilonos de anclaje (spuds) que absorben los esfuerzos horizontales de la excavación. También las hay con un conjunto de cables y anclas o ambos combinados.
• Descenso de cuchara (con cierta inercia), extracción, elevación del material y carga sobre gánguiles
• Izado de los 2 spuds situados en el tercio delantero. El spud de popa hace girar a la draga sobre su eje.
• Inicio del proceso.

Principales magnitudes.
• Profundidad de Dragado: desde 1m hasta más de 50 m. Volumen Cuchara: 0,75-200 m3
• Altura máxima ondulación terreno: 2 m. Altura máxima de ola: 1,5 m

Ventajas.
• Capacidad en diferentes tipos de materiales i/escombros
• Trabajo en espacios confinados y ausencia de anclajes
• Reducción de la dilución del material dragado (no pulpa)
• Alta profundidad de dragado (depende de la resistencia y longitud del cable)
• Bajo calado de la pontona.

Inconvenientes.
• Baja producción por operación discontinua
• Depende de las barcazas de carga (no para rellenos costeros)
• Poco eficiente en capas delgadas y extensas
• Rango de materiales a dragar limitado (blandos)
Usos
.
Trabaja sobre materiales blandos o previamente tratados (la única fuerza de la cuchara es su propio peso) y alcanza grandes profundidades. La necesidad de barcazas o vertido directo dificulta su uso en las regeneraciones costeras y obras similares. Muy usada en el dragado de zanjas estrechas.
Draga Pala
(Dipper Dredger)
La Draga de pala (Dipper Dredger) es un equipo con una pala excavadora frontal accionada mediante cables, montada sobre un pedestal situado en un extremo de un pontón. Es una variante de la draga con Retroexcavadora hidráulica y en la actualidad ha sido prácticamente sustituida por esta.

Sus usos y forma de operar son similares a las dragas de retroexcavadora hidráulica.

La elección del equipo de dragado depende de numerosos factores: características del terreno, dimensiones de la zona a dragar, profundidad de dragado, exposición al oleaje, situación de los puntos de vertido, etc.
ELECCIÓN DEL TIPO DE DRAGA
Grúas sobre orugas
LIEBHERR LR 1250
Grúas flotantes
MAQUINARIA PARA LA COLOCACIÓN DE ELEMENTOS PESADOS
MAR DEL TEIDE - FCC Construcción
DIQUES FLOTANTES PARA LA FABRICACIÓN DE CAJONES
Se componen de una pontona metálica sobre la que van instaladas torretas. Su configuración les permite realizar maniobras de inmersión o emersión mediante el lastrado y deslastrado de sus tanques, lo que posibilita realizar las operaciones de puesta a flote de estructuras construidas en su cubierta.
Esquema de fabricación de un Cajón
PONTONAS
Plataforma flotante que permite realizar los trabajos en seco o transporte e instalación de equipos.
La pontona, que puede ser rectangular o semicircular, suele estar fondeada mediante cables y anclas (uno en cada esquina) o mediante unos pilones (“spuds”), que la estabilizan y permiten mantener su posición durante las operaciones. El calado de la pontona es pequeño, por lo que puede trabajar en aguas poco profundas.
Grúa sobre Pontona
Pontona
DRAGA EXCAVADORA
Es esencialmente una pala excavadora montada sobre una lancha; puede excavar toda clase de materiales desagregables hasta la profundidad de unos 15 m. Para contrarrestar la reacción de la excavación, la draga opera normalmente apuntalada al fondo.

Auxiliar de draga
DRACIAR II-Dragados, S.A.
REMOLCADORES
Los equipos de remolque están destinados al arrastre de artefactos flotantes que no cuentan poseen elementos de propulsión propia. Entre sus aplicaciones más comunes se encuentran remolques de gánguiles.
Remolcador DRACOR DOS
Dragados, S.A.
DIQUES DE ESCOLLERA
Son diques en los cuales en el manto principal se colocan elementos de concreto de geometría singular que permiten un mejor agarre entre elementos adyacentes. Se usan para la protección costera como también para puertos.
Secuencia de construcción de un dique de escollera
Transporte de escollera
Parque de construcción y almacenamiento de bloques
Puerto de Gijón
DIQUES VERTICALES
Están construidos con elementos rígidos destinadas a proteger una actividad portuaria asegurando un máximo de agitación en su trasdós, están constituidos en forma de grandes cajones de concreto armado que se fondean sobre una base de cimentación y se entrelazan originando una pared vertical por el lado del mar, en donde la ola rebota, reflejándose así el oleaje.

Para construir estos diques de abrigo, se toman en cuenta: la altura de la ola, el ángulo del talud y el peso y densidad del material que se utilizará.
La ventaja que tienen este tipo de dique en comparación del dique en talud radica en el volumen de material utilizado.
Secuencia de construcción de un dique vertical
CAJONES
Una de las técnicas existentes para construir diques o muelles portuarios consiste en el empleo de cajones flotantes. Los cajones flotantes son estructuras de hormigón armado de planta habitualmente rectangular, aligeradas mediante celdas verticales de diferentes formas geométricas, aunque en general son circulares o cuadrangulares.

Estos cajones aligerados flotan en el mar, y así son remolcados hasta su ubicación definitiva, donde son hundidos mediante el relleno de los aligeramientos, inicialmente con agua de mar, y, posteriormente, con arena u hormigón. Una vez hundidos, la parte superior del cajón suele quedar ligeramente por encima de la superficie. Sobre los cajones se construye in situ una losa de hormigón sobre la que se sitúan los diferentes sistemas de carga-descarga de barcos.
Cajonero y acopio de cajones
Remolque y fondeo
Relleno de cajones
Encofrado deslizante
OTRAS TIPOLOGÍAS DE DIQUES
Tipos de escollera
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