Large scale measurements of wave loads and mapping of impact pressure distribution at the underside of parapets

Hydralab IV, More than Water: 2010 – 2014

Instalación: Large Wave Channel (GWK)

El enfoque coordinado e integrado de Hydralab tiene como objetivo facilitar el acceso a estructuras hidráulicas exclusivas y costosas dentro del Espacio Europeo de Investigación.

Dentro del proyecto Hydralab IV se engloba la tarea específica "Large scale measurements of wave loads and mapping of impact pressure distribution at the underside of parapets". El objetivo de este proyecto específico es realizar un estudio de las presiones de impacto que provocan olas rotas sobre estructuras monolíticas. La magnitud de las fuerzas que provocan este tipo de impactos es muy superior al que originan olas no rotas. Sin embargo, nunca con anterioridad se han medido las presiones de impacto que producen este tipo de fenómenos en la estructura por lo que en el presente proyecto se pretende cubrir dicho aspecto. La información registrada se utilizará, junto con las medidas de las condiciones hidrodinámicas del oleaje incidente y del rebase producido, para poder mejorar el conocimiento sobre este tipo de fenómenos, además de para mejorar modelos numéricos existentes (Losada et al. (2008), Lara et al. (2008)) y presentar unas guías de diseño.

Como objetivos parciales del proyecto se pueden detallar:

  • Medir las fuerzas inducidas por el impacto de las olas rotas y las presiones en la estructura monolítica.
  • Registrar la velocidad y el espesor del chorro de rebase y relacionar dichas variables con las condiciones de oleaje incidente, la situación de la estructura respecto el nivel de agua en reposo, su longitud y su forma y el rebase registrado.
  • Utilizar los resultados obtenidos en los dos puntos anteriores para mejorar el conocimiento sobre este tipo de eventos, así como los modelos numéricos existentes que reproduzcan estos fenómenos.
Publicado en Proyectos I+D

El proyecto "Environmental design of low crested coastal defense structures" (DELOS, EVK3-CT-2000-00041), financiado por la Unión Europea dentro del VI programa Marco se desarrolló durante el periodo 2003-2005. El proyecto estuvo formado por un consorcio de 18 instituciones académicas y de investigación de 7 paises de la Unión Europea, liderados por la Universidad de Bolonia (Italia).

El objetivo del proyecto fue desarrollar metodologías de diseño integrales, efectivas y medioambientalmente sostenibles para las estructuras de baja coronación (LCS, low crested structures), para defender la costa europea ante la erosión con el objetivo de preservar los ecosistemas litorales y el desarrollo económico sostenible de la costa.

Como objetivos principales estaban:

  1. Desarrollar inventarios de estructuras de baja coronación existentes en la costa, describiendo su estado e influencia en la costa y ecosistemas
  2. Analizar la hidrodinámica de las estructuras de baja coronación, su estabilidad y los efectos derivados de estas en la costa
  3. Investigar la biodiversidad existentes alrededor de las estructuras de baja coronación
  4. Desarrollar una metodología que permitiese cuantificar los beneficios de dichas estructuras de la costa basados en la gestión integral de la costa de acuerdo a la evaluación medioambiental de los diferentes países europea.

El trabajo de IH Cantabria en este proyecto estuvo centrado en la determinación de los parámetros funcionales y de la estabilidad de las estructuras, mediante la realización de ensayos innovadores en el laboratorio y la aplicación por primera vez del modelado numérico mediante modelos no integrados de Navier-Stokes, que inició el desarrollo del modelo IH-2VOF. El uso combinado del modelado físico y del laboratorio permitió caracterizar los procesos hidrodinámicos bidimensionales generados por el oleaje en el campo cercano de estructuras multicapa, sumergidas o de francobordo nulo. El modelo IH-2VOF fue validado a partir de medidas experimentales en laboratorio a pequeña y gran escala. Además, se realizó una caracterización del flujo turbulento generado por la rotura del oleaje sobre estructuras sumergidas y el inducido por éste dentro de los mantos porosos  llevándose a cabo un estudio, identificación y caracterización, de los procesos de reflexión y transmisión de la energía del oleaje, caudal de rebase, transformación del oleaje por rotura y posterior recomposición en la zona de trasdós del dique. Esto permitió realizar un estudio de la transformación de los parámetros espectrales asociados al oleaje irregular a partir de la rotura inducida sobre el dique además de parametrizar el flujo a través de los mantos porosos multicapa de estructuras sumergidas para cualquier condición de oleaje.

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PROVERBS: PRobabilistic design tools for VERtical BreakwaterS

Organismo financiador: Comisión Europea. Marine Science and Technology Program (MAST-III). MAS3-CT95-0041. 1996-1999.

El objetivo general del proyecto Proverbs ha sido desarrollar e implementar un marco de cálculo probabilístico y las herramientas asociadas para el diseño de diques verticales, espigones y otras estructuras monolíticas costeras. Para la aplicación en diseño, es habitual aplicar los métodos de factores parciales de seguridad (PSFS) que deben ser coherentes con las Normas Eurocódigo pertinentes, sin embargo la aproximación propuesta en el proyecto es más avanzada, ya que utiliza un objetivo de probabilidad de fallo de la estructura en toda la vida útil como un parámetro de entrada al sistema. Por lo tanto las herramientas para definir la citada probabilidad de fallo de la estructura también han sido objetivo del proyecto.

Los objetivos específicos del proyecto han sido:

  1. La mejora de la comprensión de la física de los procesos y los mecanismos de fallo que toman parte en la interacción onda-estructura-cimentación.
  2. El desarrollo de las bases de datos y los métodos de cálculo fiables para el análisis de las dinámicas sobre el dique y su base.
  3. La mejora de los métodos para el análisis de campo y las mediciones de laboratorio.
  4. La generación de una base científica y técnica que pueda ser utilizada en el futuro por personal de diferentes instituciones y comités para establecer las normativas sectoriales de diseño y el desarrollo de estructuras innovadoras que cumplan los requisitos funcionales técnicos, económicos y ecológicos.

PROVERBS también tuvo como objetivo secundario demostrar las ventajas de los métodos de diseño probabilístico en comparación con el diseño convencional basado en enfoques deterministas. Los principales tipos de diques verticales que han sido analizados en Proverbs se muestra esquemáticamente en la Figura. Sin embargo, los métodos desarrollados en el proyecto son genéricos en el sentido de que pueden aplicarse también a diferentes tipos de estructuras costeras.

proverbs

Martín, F.L., M.A. Losada, R. Medina (1999) "Wave loads on rubble mound breakwater crown walls". Coastal Engineering, Ed. Elsevier. Vol 37. Nº 2 PÁGINAS: 149-174

Martín, F.L., Losada, M.A., Vidal, C., Diaz-Rato, J.L., (1996). "Prototype Measurements of Wave Pressures on a Wave Screen: Comparison to Physical and Analytical Models". Proc: 25th Intl. Conf. on Coastal Engineering (ICCE 25, Orlando, EEUU Septiembre 1996).

Martín, F.L., Losada, M. A., Medina, R., Vidal, C., Losada, I. J. (2000). "Wave forces on crown wallsFinal Report on Probabilistic Design Tools for Vertical Breakwaters". Ed. Balkema. Capítulo 6.2. , 34 pp

Publicado en Proyectos I+D
Integrated Coastal Zone Management Plan for the Coastal Areas between Marsa Mathuh and El Sallum, Egypt. Vol 1

(ver pdf adjunto)


Publicado en Proyectos I+D
Catálogo de Mapas de Peligrosidad e Inundación por Tsunamis en la Costa de El Salvador
Evaluación del Riesgo de Tsunamis en la Costa de El Salvador
Fase I: Peligrosidad
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Publicado en Proyectos I+D
Guidelines for the ICZM Plan for the Coastal Areas between Marsa Mathuh and El Sallum, Egypt. Vol 2
(ver pdf adjunto)
Publicado en Proyectos I+D

Mariut Lake and Valley ICZM Plan
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Publicado en Proyectos I+D
Tsunami Vulnerability & Risk El Salvador
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