Estudio de Factibilidad Dragado de Guayaquil-Ecuador

 

 

 ACTUALIZ LIZACIÓN ACIÓN A NIVEL DE FACTIB FACTIBILID ILIDAD AD (DEFINITIVO) DE LOS  ACTUA ESTUDIOS DE FACTIBILIDAD Y DE DISEÑO DEL CANAL DE ACCESO A LOS MUELLES DE LA TERMINAL MARÍTIMO SIMÓN BOLÍVAR PARA DETERMINAR EL DRAGADO A LA PROFUNDIDAD DE 11 METROS CON RESPECTO AL MLWS; EN EL CANAL EXTERNO (BOYA DE MAR A BOYA 13, INCLUYE EL SECTOR DE LOS GOLES). LOS ESTUDIOS A  ACTUA  ACTUALIZ LIZARSE ARSE SON LOS CON CONTRATADOS POR GEOESTUDIOS LA AUTORIDA AUTORIDAD D PORTUARIA DE GUAYAQUIL LA ASOCIACIÓN – CONSULSUA Y ENTREGADOS POR ESTA EN EL AÑO 2012.

Capítulo VIII Estudio Estudi o de Ingeniería de Dragado Dragado Realizado por:  por: 

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Guayaquil, Enero del 2014 

 

 

TABL A DE CONTEN CONTENIDO IDO 8 

ESTUDIO DE DRAGAD ESTUDIO DRAGADO O .................. .................................... .................................... .................................... ........................ ...... 8-6  8.1  Ante Antecede cedentes ntes ................. ................................... .................................... .................................... .................................... ......................... ....... 8-6  8.2  Alcance del capítulo ...................................................................................... 8-6  8.3  Área de estudio ............................................................................................. 8-6  8.4  Identificación de tipo tipo de dragas......... .................. .................. .................. .................. .................. .................. ............... ...... 8-7  8.4.1  Dragas Mecánicas. ................................................................................. 8-8  8.4.1.1  Draga Dragalina linass ................ ................................... ..................................... ................................... .................................... ..................... .. 8-9  8.4.1.2  Dragas de cuchara ............................................................................ 8-10  8.4.1.3  Draga de rosario ................................................................................ 8-12  8.4.2  Dragas Hidráulicas ............................................................................... 8-14  8.4.2.1  Draga de succión en marcha ............................................................. 8-15  8.4.2.2  Dragas Cortadoras (“Cutter”) ............................................................. 8-19  8.5  Determinación de la mejor alternativa de equipo de dragado......... .................. ............. .... 8-23  8.5.1  Características del área de trabajo ....................................................... 8-23  8.5.2  Características físicas y oceanográficas del área de trabajo................. trabajo......... ........ 8-24  8.5.3  Dimensiones de la zona a dragar ......................................................... 8-26   8.5.4  Profundidad de dragado ....................................................................... 8-26  8.5.5  Distancia al área de depósito................................................................ 8-26   8.5.6  Consideración de criterios criterios ambiental ambientales es ................ ......................... .................. .................. .............. ..... 8-26  8.5.7  Características del material a dragar .................................................... 8-27  8.5.8  Análisis de Alternativas del equipo óptimo de dragado ......... .................. ................ ....... 8-28  8.6  Equipo Propuesto ....................................................................................... 8-31  8.6.1  Equipos de dragado existentes en el País y sus características ........ ........... ... 88-32 -32  8.6.2  Oferta extranjera ................................................................................... 8-35  8.6.3  Características de los Equipos Propuestos......... .................. .................. .................. ................ ....... 8-35  8.6.3.1  Tipo de Draga para roca .................................................................... 8-35   8.6.3.2  Tipo de Draga de para material suelto (arena, limo, arcilla y sus combinaciones) .............................................................................................. 8-35  8.7  Metodología de dragado ............................................................................. 8-35  8.7.1  Taludes de Dragado ............................................................................. 8-36  8.7.1.1  Análisis de estabilidad de los Tramos 1 y 2 del estudio objeto de actualiz actua lizació aciónn .................. .................................... .................................... .................................... .................................... .......................... ........ 8-37  8.7.2  Metodología para la Determinación Determinación de Volúmene Volúmeness a Dragar ........ ................ ........ 8-44  8.7.3  Volúmenes a Dragar ............................................................................. 8-45  8.7.4  Costos del Dragado .............................................................................. 8-47  8.7.5  Enfiladas de dragado. ........................................................................... 8-50  8.7.6  Metodología de dragado ....................................................................... 8-53  8.7.6.1  Boya de Mar hasta la Boya 7 (Sedimento) (Sedimento) .............. ....................... .................. ................. ........ 88-53 -53  8.7.6.2  Boya 7 a la Boya 13 - Sector Los Goles ......... .................. ................. ................. .................. ......... 88-54 -54  GADM DE GUAYAQUIL

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8.7.6.3  Régimen de dragado – Criterios Operacionales ........ ................. .................. ............... ...... 8-5 8-555  8.7.7  Condiciones de personal ...................................................................... 8-55  8.7.8  Escenario 1: Dragado del Canal Externo, Boya de Mar a Boya 13 a 11 metros al MLWS, Material Suelto + Roca (Escenario contractual) ....... 8-56  8.7.8.1  Estimación de Tiempo Dragado. ....................................................... 8-56  8.7.8.1  Presupuesto de obra para realizar el dragado de apertura en el tramo del canal en estudio. ...................................................................................... 8-58  8.7.8.2   Precios Unitarios para realizar el dragado de apertura en el tramo del canal en estudio. ............................................................................................ 8-60  8.7.8.3  Cronograma de obra para realizar el dragado de apertura en el tramo del canal en estudio. ...................................................................................... 8-71  8.7.9  Escenario 2: Dragado del Canal Externo, Boya 7 a Boya 13 a 11 metros al MLWS, Material Suelto + Roca (Sector de Los Goles)..................... Goles)............ ............. .... 8-72  8.7.9.1  Estimación de Tiempo Dragado. ....................................................... 8-72  8.7.9.1  Presupuesto de obra para realizar el dragado de apertura en el tramo del canal en estudio. ...................................................................................... 8-74  8.7.9.1  Precios Unitarios para realizar el dragado de apertura en el tramo del canal en estudio. ............................................................................................ 8-76  8.7.9.1  Cronograma de obra para realizar el dragado de apertura en el tramo canal estudio. ...................................................................................... 8-87   8.8  delPlan de en mantenimiento ............................................................................... 8-88 8.9  Anex Anexos os .................................. .................................................... .................................... .................................... .................................. ................ 8-90  8.9.1  Anexo A: Cálculo de volumen ............................................................... 8-90  8.9.2  Anexo B: Cronograma Valorado en Excel y Microsoft Project para los escenario 01 y 02. ............................................................................... 8-91  8.9.3  Anexo C: Especificaciones técnicas de Dragado. ......... .................. .................. ............... ...... 8-9 8-922  8.9.4  Anexo D: Cronograma valorado del PMA y Plan de Seguridad y Salud Ocupacion Ocupa cional al .................. .................................... .................................... .................................... .................................. ................ 8-93  8.9.5  Anexo E: Planos de Implantación-Pe Implantación-Perfiles rfiles Longitudinales-Secc Longitudinales-Secciones iones Transversales-Enfiladas-M Transversales-E nfiladas-Metodología etodología de Trabajo. ......... .................. .................. ............. .... 8-94  8.9.6  Anexo F: Presupuesto (Archivo Digital). ............................................... 8-95 

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INDICE DE FIGURAS Figura 1. Boya de mar (0+000 Km), Km), a Boya 7 (10+850 Km)........... Km).................... .................. .................. ........... 8-7  Figura 2. Boya 7 (10 + 850 Km a la Boya 13 (19 + 125 Km)– Los Goles – Barra Externa Exte rna ................. ................................... .................................... .................................... .................................... .................................... ............................. ...........8-7  Figura 3. Clasificación de las dragas ......................................................................... 8-8  Figura 4. Distribución de las dragas mecánicas ......... .................. .................. .................. .................. .................. ............ ... 8-9  Figura 5. Distribución de las dragas hidráulicas hidráulicas .................. ......... .................. .................. .................. .................. ........... 8-15  Figura 6. Esquema de trabajo de una draga cortadora ......... .................. .................. .................. ................. ........ 8-21  Figura 7. Ubicación del sitio sitio de depósito......... .................. .................. .................. .................. .................. .................. ............ ... 8-24  Figura 8. Aptitud de dragado para cada tipo de draga frent frentee a diferentes tipos de suelo (teniendo en cuenta la profundidad de dragado) ......... .................. ................. ................. .................. .................. ........... 8-31  Figura 9. Esquema de los términos relacionados con el análisis de estabilidad ....... 8-36 8-36 

INDICE DE TABLAS Tabla 1. Diferentes tipos de cabezales y su aplicación ......... .................. .................. .................. ................. ........ 8-19  Tabla 2. Rangos de Mareas Mareas en el Área de Estudio ......... .................. .................. .................. .................. .............. ..... 8-25  Tabla 3. Comportamien Comportamiento to de diferentes tipos de draga según el material ................ ......... ....... 8-27  Tabla 4. Matriz de Naturaleza Naturaleza del tterreno erreno vs. Tipo de draga ......... .................. .................. .................. ......... 8-28  Tabla 5. Matriz de Ventajas y desventajas de las dragas Hidráulicas ...................... ................ ...... 8-29  Tabla 6. Matriz de mejor opción de Dragas para el material a ser Dragado. ........ ............ .... 8-30  Tabla 7. Seccionamiento del canal de acceso en tramos ......... .................. .................. .................. .............. ..... 8-36  Tabla 8. Resumen de volúmenes brutos a dragar para dragado de apertura Canal Externo, Boya de Mar hasta Boya 13 a 11 metros al MLWS (Escenario contractual)... 845  Tabla 9. Resumen de volúmenes brutos calculados a dragado de apertura Boya 7 hasta Boya 13 a 11 metros al MLWS (Sector de Los Goles). ......... .................. .................. ................. ........ 8-45  Tabla 10. Resumen de volúmenes calculados para dragado de apertura en cada escenario - Dragado del Canal Externo, Boya de Mar hasta Boya 13 a 11 metros al MLWS (Escenario contractual) ................................................................................ 8-46  Tabla 11. Resumen de volúmenes de roca coquina y arenisca desde la Boya de Mar hasta Boya 13 a 11 metros al MLWS (Escenario contractual)........ ................. .................. ................. ........ 8-46  Tabla 12. Resumen de volúmenes calculados para dragado de apertura en cada escenario - Dragado del Canal Externo, Boya 7 hasta Boya 13 a 11 metros al MLWS (Sector de Los Goles). ............................................................................................. 8-46  Tabla 13. Resumen de volúmenes de roca coquina y arenisca desde Boya 7 hasta Boya 13 a 11 metros al MLWS (Sector de Los Goles). Goles). .................. ......... .................. .................. ................. ........ 8-47  Tabla 14. Costos Referenciales de Dragado de Material Suelto ......... .................. .................. ............ ... 8-48  Tabla 15. Costos Referenciales de Dragado Movilización Movilización / Desmovilización TSHD 8-48 

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Tabla 16. Ubicación equipos de Dragado de similares características a las requeridas para el corte de la roca ............................................................................................ 8-49  Tabla 17. Enfiladas de dragado I Tramo, T ramo, Boya de Mar hasta la Boya 7 ......... .................. ........... 8-51  Tabla 18. Enfiladas de dragado dragado II Tramo Boya 7 hasta la Boya 13. ......... .................. ............... ...... 8-52  Tabla 19. Estimación de tiempo de dragado (Escenario (Escenario 1) ............... ........................ .................. .............. ..... 8-56  Tabla 20. Estimación de tiempo de dragado (Escenario (Escenario 1) ............... ........................ .................. .............. ..... 8-57  Tabla 21 Presupuesto Referencial del Escenario 01........ ................. .................. .................. .................. ............. .... 8-59  Tabla 22. Cronograma de Actividades para el Escenario 01 ......... .................. .................. .................. ......... 88-71 -71  Tabla Ta bla 23. E Esti sti mació n de tiempo de dragado (Escenario 2). 2). . ............................... ............................... 8-72  ............................... 8-73  Tabla Ta bla 24. E Esti sti mació n de tiempo de dragado (Escenario 2). 2). . ............................... Tabla 25. Presupues Presupuesto to Referencias para el Escenario 02 ........ ................. .................. .................. .............. ..... 8-75  Tabla 26. Cronograma de Actividades para el Escenario 02 ......... .................. .................. .................. ......... 88-87 -87  Tabla 27. Definición de tramos en los que se divide el canal de navegación para su análisis anál isis.................. .................................... .................................... .................................... .................................... .................................... ........................... ......... 8-88  Tabla 28. Tasas promedios y volúmenes de sedimentacion obtidas mediante modelamiento en MIKE 21 ....................................................................................... 8-88 

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INDICE DE FOTOGRAFÍAS Fotografía 1. Dragalina .............................................................................................. 8-9  Fotografía 2. Draga de cuchara sobre pontón......... .................. .................. .................. .................. .................. ............. .... 8-11  Fotografía 3. Draga de cuchara autoportadora ........................................................ 8-12  Fotografía 4. Draga de rosario ................................................................................. 8-13  Fotografía 5. Draga de succión en marcha .............................................................. 8-16  Fotografía 6. Bombeo de material con el modelo “rainbow” ................. ........ .................. .................. ............. 8-17  Fotografía 7. Esquema y fotografía de un cabezal californiano ........ ................. .................. ............... ...... 8-19  Fotografía 8. Draga de succión y corte .................................................................... 8-20  Fotografía 9. Cabezal cortador ......... .................. .................. .................. .................. .................. .................. .................. ................ ....... 8-22  Fotografía 10. Cortador de arcilla dura .................................................................... 8-22  Fotografía 11. Cortador de roca ............................................................................... 8-22   Fotografía 12. Draga Puyo ....................................................................................... 8-32  Fotografía 13. Draga Zamora ................................................................................... 8-33  Fotografía 14. Draga Macas .................................................................................... 8-33  Fotografía 15. Draga Tena ....................................................................................... 8-34  Fotografía 16. Draga Francisco de Orellana ............................................................ 8-34 

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ESTUDIO DE DRAGADO

8.1

Antecedentes

Luego de los Estudios de Ingeniería Básica para Diseño del Canal Externo del Canal de Acceso al Puerto de Guayaquil (Batimetría, Ingeniería de Costas, Morfología, Geofísica y Geotecnia del Fondo Marino), y después de definir la Configuración Marítima del Canal, identificando los buques que pueden ingresar con las características de diseño de la hidrovía, se procede a desarrollar el Estudio de Dragado, el cual se orienta a establecer la metodología y equipo más adecuado para poder construir la vía navegable proyectada a la profundidad de 11 metros al MLWS, determinar los volúmenes de material que se necesita dragar (según el tipo de material), los costos que conlleva la ejecución de esta actividad, sus especificaciones y el tiempo estimado para la ejecución de la obra. 8.2

Alc Alcance ance del capítul o

Definir y presentar, con el mayor criterio técnico, el o los tipos de dragas idóneas para desarrollar el dragado del Canal Externo y del sector conocido como “Los Goles” (objeto delestimar contrato) las características mínimas requeridas equipo, así como los determinando costos y el tiempo en el que se ejecutarán las obras,del realizando esto en función de la información obtenida en los capítulos anteriores. Es decir, el presente capítulo contendrá la siguiente información: 8.3

Volúmenes de dragado Identif Identificación icación de los tipos de dragas Análisis y Determinación de la mejor Alternativa de dragado Metodología de Dragado Especificacione Especificacioness Técnicas Análisis de Costos Unitarios Programación de Obra Área de estud io

El área de estudio del Canal de Acceso al Puerto de Guayaquil, objeto de este contrato, se encuentra situada en el Estuario Externo del Golfo de Guayaquil hasta la boca del Canal de El Morro, desde la Boya de Mar hasta la Boya 13 (abscisa19+150). En las figuras a continuación se presenta el área de estudio.

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  Figura 1. Boya de mar (0+000 Km), a Boya 7 (10+850 Km)

 IOA 1070 Fuente: IOA Fuente: Figura 2. Boya 7 (10 + 850 850 Km a l a Boya 13 (19 + 125 125 Km)– Los Goles – Barra Ext erna

Fuente: IOA 1070 Fuente: IOA

8.4 8.4

Identificación de tipo de dragas

En cuanto a dragas se refiere, existe una gran variedad de equipos. A continuación se presenta un esquema de la clasificación de dragas, que usualmente se clasifican según el método que se emplee para la excavación del material:

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  Figura 3. Clasificación de las dragas

Fuente: Llorca J., 1997

8.4.1 Dragas Mecánic Mecánicas. as. Es el tipo de dragas más antiguo y ha evolucionado mucho a lo largo de la historia gracias al avance de la tecnología industrial y de las obras marítimas. Según datos correspondientes correspondie ntes a 1994, las dragas mecánicas representan el 40% de la flota mundial de dragas, con un total de 1.005 unidades (Llorca, J.1997). Las dragas mecánicas son aquellas en las que el arranque/extracción del material se consigue mediante la fuerza que un elemento mecánico imprime sobre el fondo, esta fuerza se aplica mediante el empleo de dientes o cuchillas dispuestas en el borde del cabezal cortador. En este tipo de dragas se necesita que la embarcación o el pontón donde se asienta la draga tenga restringido el movimiento (con respecto al lecho marino) y pueda mantener su posición durante las operaciones de dragado. Estas dragas por lo general se recomienda que se empleen para trabajos en zonas confinadas para facilitar la operación de las mismas, son adecuadas para todo tipo de suelos. El material obtenido suele tener un bajo contenido en agua, puesto que no es necesaria la dilución del material. En cuanto al rendimiento, éste suele ser inferior al de dragas hidráulicas dado que el tipo de trabajo efectuado es discontinuo y resulta en las un acabado menos uniforme. De acuerdo al medio mecánico con que se realiza la extracción del material, las dragas mecánicas se clasifican en los siguientes grupos: • • •

Dragalina Dragas de cuchara Dragas de rosario

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  Figura 4. Distribuc Distribuc ión de las dragas mecánicas

Fuente: Llorca J., 1997

En la figura anterior se muestra que, respecto a las dragas mecánicas, las dragas de cuchara son las más abundantes (casi un 62% del total) seguida de las dragas de rosario (25,8%), las de pala (9,7%) y finalmente las dragalinas. A continuación se describirá cada uno de los tipos de dragas mecánicas, analizando sus principales características. 8.4.1.1 Dragalinas La dragalina consta de una grúa con una pluma de gran longitud y dos tambores de cable, uno de elevación y otro de arrastre, montados sobre un pontón. Como se puede observar en la fotografía, del cable de elevación se suspende una cuchara que, una vez depositada sobre el fondo, se desplaza mediante el cable de arrastre. En caso de dragados en cauces estrechos, la dragalina trabaja desde tierra.

Fotogr afía 1. Dragalina Dragalina  www.cervisimag.com/gruas-dragalinas.php Fuente: www.cervisimag.com/gruas-dragalinas.php Fuente: GADM DE GUAYAQUIL

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La cuchara se lanza lo más lejos posible de la grúa, aprovechando la inercia producida por el giro de la grúa. A medida que se va recuperando el cable, la cuchara se arrastra por el fondo creando un agujero y llenándose de material. Una vez llena la cuchara, se eleva y se gira la grúa hasta colocarla encima del gánguil para descargar el material. La trayectoria de la cuchara dependerá de su peso y de las características geotécnicas del material dragado, por lo que este sistema no permite tener una gran precisión en los perfiles de dragado. En lo que se refiere a dragados, actualmente las dragalinas se incluyen entre los equipos de excavación terrestre limitándose a la limpieza de canales y creación de nuevos cauces. El material extraído se puede verter en tierra para su posterior transporte, o bien dejarlo en el mismo cauce fuera del canal de navegación, esperando que las corrientes lo arrastren, operando en este caso como equipo de remoción de fondos. Una de sus principales ventajas es sin duda el hecho de ser una maquinaria en muchos casos convencional y que permite además trabajar en superficies estrechas. Sin embargo, el uso de la cuchara como elemento extractor conlleva una pérdida de eficiencia por la fuga de material en el proceso de izado. 8.4.1.2 8.4.1 .2 Dragas de cuch cu chara ara Principalmente este no tipo se de dragas emplean trabajos de volúmenes pequeños, donde puede se operar conenotro tipo localizados de dragas odebido a sus dimensiones o no es rentable su movilización. Son adecuadas para servicios de mantenimiento mantenimie nto de puertos, en muelles, en zonas periféricas de espigones, etc. En muchos casos, las dragas de cuchara se utilizan para la extracción de áridos. Estas dragas constan de una grúa que acciona una cuchara de valvas encargada de efectuar la excavación. La grúa puede trabajar desde tierra, desde un pontón o montada sobre un gánguil, tratándose en este caso de una draga autopropulsada. Estos equipos permiten dragar una gran variedad de materiales. Los rendimientos más elevados se obtienen en terrenos poco cohesivos, como fangos o arenas sueltas. También se pueden utilizar en arcillas y arenas medianamente compactas, sacrificando un poco el rendimiento de la draga. En caso de utilizarse cucharas de gajos o de pinzas se pueden extraer rocas quebrantadas y todo tipo de elementos sueltos. Dadas sus características, es un equipo apto para materiales heterogéneos, dando buenos el material a dragar contiene cantos En cuanto a la resultados produccióncuando obtenida, se producen grandes pérdidas enoelbolos. momento del izado de la cuchara, especialmente cuando se trata de material fino. No obstante, una de las ventajas de este tipo de dragas reside en la gran densidad de la pulpa almacenada en la cántara, puesto que no es preciso, como se requiere en las dragas hidráulicas, la dilución del material. La profundidad a la que puede operar la draga está en función únicamente de la resistencia del cable metálico izador, por lo que puede dragar a mayores profundidades que en otros tipos de dragas de tamaño similar y estas profundidades oscilan entre los 40 y los 50 m; sin embargo, la excavación realizada presenta una superficie muy irregular. Debido al poco control que se tiene sobre el movimiento de la cuchara, es difícil conseguir un buen acabado de la excavación, quedando picos y agujeros por lo general. A continuación se describen los tipos de dragas de cuchara: GADM DE GUAYAQUIL

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Draga de cuchara montada sobr Draga sobre e pontón Como se puede observar en la fotografía, la grúa está montada sobre un pontón que no dispone de cántara, por lo que en los laterales se debe situar uno o varios gánguiles para almacenar el material.

Fotografía 2. Draga de cuchara sobre pontón  www.procedimientosconstruccion.blogs.upv.es Fuente: www.procedimientosconstruccion.blogs.upv.es Fuente:

Este pontón suele estar fondeado mediante cables y anclas (uno en cada esquina) o mediante puntales (“spuds”), estabilizándolo y manteniendo su posición durante las operaciones. El calado del pontón es pequeño, por lo que puede trabajar en aguas poco profundas, siempre y cuando los gánguiles puedan acceder a la zona. La grúa se instala en la borda del pontón para barrer la mayor superficie posible de material. En caso de que sea sedraga pueden disponer sobre launcuchara mismo pontón. La operación de necesario, este tipo de consiste en varias hacer grúas descender (abierta) hasta el fondo y con suficiente inercia para que pueda penetrar en el terreno, luego se acciona el cierre de la cuchara y las valvas de la misma cortan el terreno. Se iza la cuchara mientras se va girando la grúa, hasta situar la cuchara sobre la cántara del gánguil, donde se abre de nuevo descargando el material. Se pueden realizar nuevas excavaciones variando el giro de la grúa y la inclinación de la pluma hasta acabar con el material extraíble desde la posición del pontón. Mediante el accionamiento de los cabrestantes de los cables de fondeo (o haciend haciendoo subir y bajar los puntales), la draga se puede desplazar hacia atrás sin la ayuda del remolcador, y repetir el proceso de excavación en una zona diferente hasta conseguir el llenado del gánguil. Este ciclo debe ejecutarse en el menor tiempo posible, barriendo la zona de forma ordenada y sin sobrepasar el calado requerido, de esta manera se obtiene un trabajo eficiente. El volumen de producción conseguido con este tipo de draga es superior que en el caso de dragas de cuchara autoportadoras, porque la operación de dragado podrá ser GADM DE GUAYAQUIL

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ininterrumpida mientras haya gánguiles disponibles. Una desventaja es que estas dragas no son útiles en zonas expuestas al oleaje, siendo 2 metros la altura máxima de ola que permite trabajar. La resistencia máxima a compresión y a cizalla del terreno a dragar es de 1 MPa y 300 KPa respectivamente. Draga de cuchara autoportadora La diferencia entre este tipo de draga y la anterior, es que incorporaseenrealiza su interior una cántara para almacenar el material dragado. La carga del material mediante una o varias grúas que están montadas sobre la embarcación, hasta un máximo de cuatro grúas. En este caso, la propia draga efectúa la excavación, el transporte y el vertido del material. En caso que se requiera, la descarga puede efectuarse por las mismas grúas. El fondeo de la embarcación se realiza únicamente por cables. En la siguiente fotografía se muestra un ejemplo de la draga que se describe.

Fotografía 3. Draga de cuchara autoportadora  www.globalmarinas.es Fuente: www.globalmarinas.es Fuente:

La operación es similardonde que laprosigue anterior el dellenado su radio la draga se desplaza a una zona adyacente dede la operación, cántara. Cuando la cántara está completamente llena, se levantan las anclas y se transporta el material hasta la zona de depósito donde se vierte el material que ha sido dragado, uno de los métodos más habituales es el de apertura de las compuertas de fondo de tipo giratorio, similar al usado en las dragas de succión en marcha. La máxima capacidad de la cántara es de 1500 m3. Estas dragas necesitan una profundidad superior para poder trabajar, entre 3 y 45m, a diferencia de las dragas de cuchara en pontones. Además, la posibilidad de que los cables de anclaje interfieran en la navegación de otras embarcaciones es superior que en el caso de dragas de cuchara sobre pontón. 8.4.1.3 8.4.1 .3 Draga de ro rosari sari o Es una embarcación o pontón equipado con una cadena sinfín de cangilones (rosario) montada sobre una escala inclinada. En uno de sus extremos en un armazón situado GADM DE GUAYAQUIL

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en el centro del barco y en el otro extremo está colgando de un pescante. El sistema se dispone inclinado siendo el ángulo óptimo de trabajo de 45º. Para poder mantener esta inclinación a diferentes profundidades de dragado, el eje de la escala tiene diferentes posiciones. El rosario se guía mediante dos tambores prismáticos situados en los puntos extremos de la escala y puede girar gracias al tambor superior. Al girar el rosario, los cangilones excavan el fondo y elevan el material hasta la draga, descargándolo cuando invierten su posición al pasar por el tambor superior. El material se descarga enlaterales un depósito a travésLademás unas canaletas, a los gánguiles situados en los de ladonde, embarcación. común de las pasa dragas de rosario es la tipo estacionaria, sin cántara propia y vertiendo el material en un gánguil de forma continua.

Fotogr afía 4. 4. Draga de rosari o  www.atmosferis.com Fuente: www.atmosferis.com Fuente:

Las dragas de rosario trabajan bien con todo tipo de suelos, incluso rocas (disgregadas o de baja resistencia a compresión hasta 10 ó 15 MPa) y no tienen dificultad para operar con materiales heterogéneos con escombros, aunque la aparición de cableados es altamente peligrosa. El tamaño máximo de partícula es de 1500 mm y no trabajan bien cuando el espesor de la capa que se va a dragar es pequeño. Una de sus ventajas radica en la forma de forma continua, lo que supone un rendimiento elevado, a pesar de las pérdidas de material por derrame desde el cangilón o durante la carga del material por las canaletas. Este dragado continuo permite a la vez lograr un perfil del terreno muy regular y de gran calidad, con un control bastante exacto de la profundidad de dragado, lo que implica que el volumen de sobre dragado es bajo. Gracias a su método de trabajo, las dragas de rosario están muy recomendadas para trabajos que requieran una gran precisión en el fondo, como pueden ser zanjas para muelles o diques. GADM DE GUAYAQUIL

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La draga está sujeta al fondo mediante longos y anclas que permiten su posicionamiento posicionami ento y movimiento. Pero este despliegue de anclajes dificulta su uso fuera f uera de las instalaciones portuarias ya que puede resultar peligroso para la navegación. Este medio de fondeo requiere un espacio amplio restringido al tráfico. Para evitar que los traveses afecten a los gánguiles de carga, se disponen guiaderas submarinas en los dos lados de la draga a suficiente profundidad para no engancharse con el casco de los gánguiles g ánguiles.. No es recomendable utilizar dragas de rosario en aguas someras porque la catenaria de la cadena que pende de la escala es muy pronunciada, con lo que se realizaría un sobredragado involuntario. La profundidad de dragado oscila entre los 5 y 35 metros. Estos equipos tampoco son adecuados para trabajar en mar abierto, siendo la altura máxima de ola de 1,5 metros. Como en todos los equipos mecánicos, la dilución del material es pequeña en comparación con los equipos hidráulicos, por lo que el porcentaje de material sólido transportado es mayor. Finalmente, el excesivo ruido generado hace en muchos casos inviable este tipo de dragado en lugares cercanos a cascos urbanos. Los gastos de construcción de las dragas de rosario son superiores a los de otras dragas de la misma capacidad productiva productiva.. Este tipo de draga ha quedado actualmente relegada, quedando solamente algunas unidades para casos específicos.

8.4.2 Dragas Hidráuli cas 8.4.2 La característica principal del dragado hidráulico es el empleo de bomba de succión y todas las variantes de estos equipos derivan en la forma de transportar el producto, el empleo de equipos complementarios para la disgregación del terreno, y la forma de facilitar la absorción de los productos por la corriente producida por las bombas. A partir del siglo XIX comenzaron a utilizarse las bombas de succión en las operaciones de dragado. Con la aparición de esta nueva tecnología, los equipos se clasificaron en mecánicos e hidráulicos. hidráulicos. En 1994, el 60% de la flota mundial de dragas correspondía a dragas hidráulicas o de succión (Llorca, J., 1997). Las dragas hidráulicas se distinguen en dragas estacionarias o en marcha. Los diferentes equipos existentes en la actualidad son los siguientes: • Dragas estacionaria estacionarias: s: • Draga cortadora o “cutter” • Dragas en marcha: • Draga de succión en marcha o de arrastre En la siguiente figura se puede observar que las dragas de cortador representaban alrededor del 60 % del parque mundial de dragas, seguidas por las de arrastre con cerca del 24% del total. En la actualidad, aunque no existen datos globales, se acepta que las dragas de succión en marcha han ido ganando terreno por su versatilidad y capacidad de maniobra.

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  Figura 5. Distribución de las dragas hidráulicas

 Llorca, J; 1997 Fuente: Llorca, Fuente:

De forma general, las dragas hidráulicas son más eficientes que las dragas mecánicas gracias a su sistema de dragado continuo. En compensación, el sistema obliga a diluir el sedimento, obteniendo una pulpa de densidad menor. En general, el dragado succiónblandas, es un método se duros trata de sueltos, arenas, gravaspor o arcillas no asíútilencuando terrenos o sedimentos compactos, porque las bombas de succión no son capaces de disgregar y arrastrar tales productos, al igual que en terrenos fangosos por la dificultad de decantar el material al salir por la tubería de vertido. Como solución a este tipo de suelos, aparecieron las dragas cortadoras. Por otro lado, en las dragas más modernas de succión en marcha se utilizan desgasificadores desgasificadores que permiten condensar el material y facilitar el vertido del material en caso de materiales fangosos. 8.4.2. 8.4 .2.1 1 Draga de suc succió ción n en march marcha a Una draga de succión en marcha es una embarcación autoportante y autopropulsada, de dimensiones variables, diseñada para dragar de forma continua elevados volúmenes de material de una forma sencilla y económica, y admitiendo condiciones marítimas adversas. El material es aspirado por un tubo dotado en su extremo de un cabezal de succión. A bordo de la embarcación se instala una bomba que crea el vacío necesario en el cabezal para poner en suspensión los materiales sueltos en el agua y se aspira la mezcla agua-material que se almacena en la cántara de la propia draga. En la fotografía a continuación se muestra una draga de succión en marcha.

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Fotografía 5. Draga de succión en marcha  www.scoop.it Fuente: www.scoop.it Fuente:

Durante el proceso de dragado, el barco sigue en movimiento a velocidad muy inferior a la velocidad de crucero. El material aspirado se vierte en la cántara, donde el agua que queda por encima (luego de que decantan los sólidos) se va evacuando a través de un dispositivo de rebose. La capacidad necesaria de la cántara dependerá del trabajo a realizar, pudiendo variar desde los 1.000 hasta los 20.000 m 3. Una de las grandes ventajas de este tipo de dragas es la posibilidad de transportar el material a grandes distancias y la descarga puede ser por apertura del fondo o por bombeo. En caso de no poder llegar hasta la zona de depósito debido al calado de la draga, el vertido sólo podrá hacerse mediante tubería. Las dragas de succión están principalmente diseñadas para dragar terrenos blandos, no demasiado compactos ni cohesivos (fangos, arcillas blandas, arenas y ciertas gravas) y en casos de materiales más resistentes extremos, se puede instalar un montaje de dientes en el cabezal aspirador. Los usos de las dragas de succión en marcha son numerosos, pudiéndose utilizar tanto en dragados de mantenimiento de canales o puertos (donde a causa del tráfico o las condiciones marítimas no se recomiendan las dragas hidráulicas estacionarias) como en alimentaciones de playas. Además, son los mejor preparados para resistir condiciones marítimas adversas, estando diseñadas para trabajar principalmente en mar abierto. Las dragas de arrastre acostumbran a trabajar en zonas amplias, debido a sus dimensiones, requiriendo un perímetro de giro mínimo de 75 m. Durante los últimos años se ha diseñado una gran variedad de buques de esta categoría, por lo que la definición de unas condiciones mínimas puede resultar un tanto ambigua. Sin embargo, en términos generales, las dragas de succión en marcha suelen trabajar entre 4 y 50 m de profundidad, según el tamaño de la draga, con velocidades máximas de navegación de 17 nudos. Las dragas de arrastre son el gran adelanto y perfeccionamiento de la tecnología portuaria, que ha permitido dominar las obras situadas en mar abierto. El volumen de GADM DE GUAYAQUIL

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producción obtenido con estos equipos es muy elevado. El desarrollo de estos equipos ha revolucionado la industria del dragado con una gran reducción de los costos de dragado. Hoy en día, las operaciones de dragado europeas están dominadas por estos equipos. Sistema de trabajo Se decon succión condelamaterial ayuda de grúas de sematerial pone el mientras extremos del baja tubo el enequipo contacto la capa a dragar. Sesujeción succionay el mientra la draga va avanzando lentamente hasta llenar la cántara. En ese momento, se vuelve a introducir el equipo de succión dentro del barco y se desplaza la draga hasta la zona de vertido. Métodos de vertido Métodos La descarga del material se puede efectuar por apertura del fondo o por bombeo. En el primer caso, el material se vierte en una zona designada, abriendo la cántara a través de una compuerta. Este método es el que se suele utilizar en trabajos de conservación. En cambio, cuando se quiere verter el material en la costa, se pone el material almacenado en suspensión a través de una bomba, y se impulsa hacia tierra a través de una tubería, como se hace por ejemplo en el caso de regeneraciones de playas. El tiempo depocos descarga por vertido de fondo de la draga es una operación y que suele durar minutos. El vertido por fondo no puede realizarse en rápida condiciones someras si la apertura de la cántara es por compuerta, puesto que se requiere un calado adicional de seguridad. Si por el contrario el vertido se realiza por bombeo, debe computarse el tiempo de anclaje, conexión de la tubería de vaciado, desconexión y desanclaje, llegando a ser superior a 1 ó 2 horas. El vertido por tubería puede ser directo o por tramos. En el primer caso (modelos “rainbow” o “sidecasting” como muestra la fotografía) la pulpa no suele alcanzar más de 100 metros de distancia y se emplea cuando se quiere restaurar terreno detrás de un dique o cuando la draga se puede acercar suficientemente a la zona de vertido y verter directamente el material.

Fotografía 6. Bombeo Bombeo de material material con el mod elo “ rainbow”  www.procedimientosconstruccion.blogs.upv.es Fuente: www.procedimientosconstruccion.blogs.upv.es Fuente: GADM DE GUAYAQUIL

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En el vertido por tubería por tramos, las tuberías pueden ser flotantes o sumergidas. Las tuberías sumergidas suelen ser de acero y tienen diversas ramificaciones que permiten realizar el vertido en puntos diferentes consiguiendo así una mejor distribución del material. Las tuberías t uberías flotantes deben ser suficientemente suficientemente resistentes y flexibles para poder resistir tanto las presiones internas como las del oleaje. Independiente del tipo de tubería empleado, cuando la descarga se realice por bombeo la draga debe ir equipada con otra bomba adicional que permita introducir agua en la cántara para formar pulpa y facilitar su vertido. Bombas d e draga dragado do El número de bombas necesarias para succionar el material suele ser de 1 ó 2 unidades por buque, con una potencia que puede llegar a los 2.500 o 3.000 kW por unidad. Antiguamente se localizaban en la bodega del buque, aunque en la actualidad se incorporan cada vez más en el tubo de succión, es decir sumergidas, puesto que con ello se permite dragar a mayores profundidades sin disminuir la capacidad de succión, se obtiene un mayor peso específico de la mezcla y por último, se consigue una mayor uniformidad en el proceso de succión. La eficiencia de succión de la bomba de dragado depende de la velocidad de la mezcla, la profundidad del dragado, la profundidad de ubicación de la bomba, el diámetro de la tubería y el tipo de terreno a dragar. En la práctica, la draga será utilizada en una gran variedad de condiciones, por lo que el punto óptimo de posición de la bomba variará según el caso. Sin embargo, lo usual es ubicar la bomba a una mayor profundidad de lo necesario para disminuir el riesgo de cavitación de la misma y su consiguiente parada. El resultado final es un proceso de dragado uniforme. Elementos de co ntrol en la tubería de succión Elementos El tubo de succión es una tubería articulada, suele ser de acero, de goma reforzada o de alguna de sus variantes tales como elementos de poliuretano o placas de óxido de aluminio, quedando expuesta a una vida útil variable en función de la pulpa a dragar. En la tubería de succión se suelen colocar indicadores que permiten un mayor control del proceso de dragado, como pueden ser indicadores de concentración radioactiva Geigger–Muller, indicadores de caudal o medidores de fibra óptica de depósitos en tubería. Los cabezales La elección del cabezal de dragado dependerá del tipo de material a dragar, existiendo un gran abanico de posibilidades que van desde la simple extensión de la tubería hasta elementos más complejos a los que se les incorpora elementos auxiliares para favorecer la suspensión o disgregación del sedimento en el fondo y aumentar la densidad de la pulpa. El cabezal tiene cierta libertad de movimiento en el plano vertical, de forma que puede adaptarse a la capa de terreno a dragar. En la tabla siguiente se observa en resumen los tipos más comunes de cabezales con sus aplicaciones y se muestra un cabezal de tipo californiano.

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  Tabla 1. 1. Diferentes Diferentes t ipos de cabezales cabezales y su apl icació n Tipo

Aplicación

Fruhling

Arcillas blandas y arenas sueltas

Sedimento

Sedimentos

Californiano

Arenas compactas

Venturi

Arenas

Inyector de agua

Arenas compactas y arcillas de dureza media

 Actiti va  Ac

Arcillas duras, compactas y de dureza media Fuente: Sanz Bermejo, 2001

Fotografía 7. Esquema y fotografía de un cabezal californiano  Sanz Bermejo, 2001, y www.ceda.com Fuente: Sanz Fuente:

8.4.2. 8.4 .2.2 2 Dragas Cortador as (“ Cutter” ) Este tipo de draga es una mejora directa de la draga de succión estacionaria, al incorporar un dispositivo disgregador de terreno en el extremo del tubo de succión. Las dragas cortadoras son dragas estacionarias, es decir que no se desplazan conforme realizan el dragado. El cabezal cortador permite trabajar sobre materiales más cohesivos y con resistencias al corte superiores que las permitidas para las demás dragas hidráulicas. Este cabezal giratorio disgrega el material y succiona la pulpa mediante un sistema de bombeo. Para optimizar el proceso, el cabezal cortador debe situarse próximo a la zona donde la bomba absorbe la pulpa. El sistema está colocado sobre un pontón sin capacidad de propulsión que dispone de una escala de dragado en uno de sus extremos. La escala está anclada lateralmente por medio de dos anclas y en su extremo se encuentra el cabezal cortador. El pontón se fija con dos puntales (spuds) situados en el extremo contrario a la escala, uno de anclaje y otro de avance, que le permitirán el movimiento longitudinal, y dos anclas de giro laterales para desplazarse transversalmente. El material aspirado es trasladado directamente a través de una tubería flotante f lotante o sumergida hasta la zona de depósito.

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Fotografía 8. Draga de succión y corte  www.astilleroscadiz.buques.org Fuente: www.astilleroscadiz.buques.org Fuente:

Estas dragas se pueden emplear para la restauración de terrenos, realizar rellenos, excavar trincheras, canales y dársenas en terrenos vírgenes, pero siempre en zonas abrigadas. Estos equipos son muy sensibles a la acción del oleaje, por lo que no pueden actuar demasiado lejos de la costa. Por otro lado, las dragas cortadoras permiten obtener superficies de corte bastante precisas siguiendo un perfil predeterminado. Las profundidades alcanzadas con estos equipos no son muy elevadas, oscilando generalmente entre 1 y 30 metros, pero dado el tipo de trabajos que efectúan, rara vez necesitan operar a profundidades profundidades mayores. El rendimiento depende del diámetro de la tubería de succión, que varía entre 150 mm (6 pulgadas) y 1100 mm (43 pulgadas) y de la capacidad de corte de la cabeza cortadora, que suele tener una potencia entre 15 kW y 4.500 kW. Debido a sus costos de instalación y movilización, las dragas cortadoras se utilizan cuando hay grandes volúmenes a dragar. Sin embargo, debido a la elevada producción obtenida por estos equipos, el costo por metro cúbico dragado e impulsado es el más económico de todos. Sistema de trabajo Se sitúa la draga en el eje de la zona a dragar, se hincan los puntales y se instala la tubería de vertido hacia tierra. A continuación se levanta uno de los puntales de popa y se desciende la escala hasta la cota deseada. Las bombas de dragado se ponen en funcionamiento y se activa el motor del cabezal cortador. El conjunto va describiendo un arco de círculo alrededor del puntal hincado, parecido al esquema de trabajo de las dragas de rosario. El material cortado se succiona por el tubo de aspiración e impulsado hacia la zona de vertido por otra tubería o vertido en un gánguil. El GADM DE GUAYAQUIL

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movimiento circular del cortador se va repitiendo hasta extraer todo el material. El ancho de las enfiladas de dragado varía entre 25 m y 100 m, dependiendo de las características de la draga y de la profundidad de dragado. Una vez extraído todo el material, el pontón avanza por la calle de dragado mediante los puntales y las anclas. Figura 6. Esqu Esqu ema de trabajo de una draga cortadora

Fuente:: Engineer Manual No. 1110-2-5025, 1983 Fuente

El cabezal cabezal cort cortador ador El cabezal cortador es sin duda el elemento singular de este tipo de dragas, llegando a crear en algunos casos nuevos tipos de dragas cortadoras, con nombres específicos, que se utilizan en trabajos singulares (profiledredger, wheeldredger, sweepdredger). Existe una gran variedad de cortadores, que se escogen según las necesidades de cada trabajo, pudiéndose distinguir principal principalmente mente entre: Cabezales de cuchillas: son útiles para dragar arenas y arcillas blandas, aunque existen cuchillas especiales para rocas. Las cuchillas cortan el material y lo dirigen hacia la entrada del tubo de succión. Cuanto mayor es el número de hojas de corte en el cabezal, menor es el diámetro del elemento que puede succionar y mayor la potencia de corte, por lo que el diseño del cortador ha de ser un compromiso entre ambos si el material contiene escombros o elementos de tamaño heterogéneo. La muestra un cabezal cortador de cuchillas.

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Fotogr afía 9. Cabezal Cabezal cortador

Fotogr afía 10. Cortador de arcill a dura

Fotogr afía 11. Cortador de roca

Cortadores de cangilones: cangilones : una rueda de cangilones extrae el producto y lo vierte en la boca del tubo. Este sistema permite obtener una alta densidad del lecho dragado, pero las pérdidas producidas en el proceso de succión son elevadas, y mayores cuanto más fino es el material. •

Discos cortadores: operan en terrenos blandos de grano fino.

•

Tornos heli helicoidales: coidales: ssee utiliza utilizann en el dragado de sedimen sedimentos tos finos ddee baja resistencia.

El material que se draga es reimpulsado y dirigido a través de tubería al lugar de vertido; Excepcionalmente, se puede verter a gánguil mediante difusores. En el mercado hay gran número de dragas de cortador de tamaños y potencias muy distintas. Desde las más pequeñas, adecuadas para dragar en las presas y en los ríos, que son desmontables y se pueden transportar en camiones, que con una potencia que puede alcanzar 28.000 Kw son capaces de dragar rocas de 50 MPa de resistencia a compresión simple e impulsar el material a través de tubería a una distancia de 25 Km.

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8.5

Determinaci Determinación ón de la mejor a altlternativa ernativa de equipo de dragado

La definición de la mejor alternativa de equipo para ejecutar un dragado está en función de las características de la obra a ejecutar y debe enfocarse en un adecuado equilibrio entre eficiencia en la ejecución de la obra y un costo razonable por el mismo, evidentemente el costo de la obra depende del tipo de trabajo a ejecutarse. La elección de la mejor alternativa debe responder al equipo que mejor se acople para cumplir conse eldebe escenario dragado propuesto. Para determinar el equipo más adecuado, analizar de lo siguiente: 8.5.1 8.5 .1 Característic Características as del área de trabajo tr abajo Como se indicó al inicio del capítulo, el área a dragar corresponde al Canal Exterior del Canal de Acceso al Puerto Marítimo de Guayaquil, se conoce que en el primer tramo recto del canal (entre Boya de Mar y Boyas 5 – 6) existe material suelto, lo mismo ocurre entre las Boyas 5 – 6 y la Boya 6A, a partir de la Boya 7 hasta la Boya 13 se puede encontrar material rocoso y en tramos una capa de material suelto y abajo la roca. De acuerdo a los estudios geofísicos y batimétricos realizados en el presente estudio, así como otros efectuados por INOCAR en el 2009, o APG 2012, se detectaron cotas oscilantes de 10 MWLS en el área de ingreso al canal, referenciándose siempre desde la Boya de Mar, siendo critico entre la boyas 8A a la 10 donde se observaron bajas que oscilan de 8,8 a 9,5 MWLS y con respecto a las características de los geomateriales, se ha podido detectar la presencia de afloramiento rocoso y materiales cementados entre las Boyas 8, 8A, 9, 10, 11 y hasta la 12. Estas condiciones geofísicas restringen el ingreso de los buques en marea baja, lo que implica restricción en los buques de calados mayor a 9,60 m para lo cual fue diseñado originalmente el canal, siendo por lo tanto un requerimiento de importancia de primer orden dragar este sector para permitir el paso de buques de mayor calado e incremente el desenvolvimiento comercial del Puerto Marítimo de Guayaquil. El sitio definido para el depósito del material dragado, se encuentra en las coordenadas: Latitud: 02° 47´ 48” Sur; Longitud: 080° 15´ 36” Oeste El punto tiene una profundidad de 35 metros al Promedio de las mareas más bajas de Sicigia (MLWS); teniendo una profundidad de 37,1 metros al Promedio de las Mareas más altas de Sicigia (MHWS) y se encuentra a 6,20 millas con respecto a la media de los tramos comprendidos entre la Boya de Mar a Boya 7 y la Boya 7 a Boya 13. Es importante indicar, que este sitio de depósito se empleó para el dragado del 2003 ejecutado por Van Oord para el Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos contratado por Fundación Dragado, para el dragado de mantenimiento entre el 2008 al 2013 ejecutado por el Servicio de Dragas de la Armada (SERDRA) y sigue siendo usado en la actualidad para el contrato de mantenimiento masivo y mantenimiento a cargo de SERDRA.

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El recorrido de navegación hacia el sitio de depósito (2º, 47´48” S, 80º 15´36” W), cuando se drague de la Boya de Mar hacia la Boya 13 que incluye el área de los Goles, es el siguiente: Luego de terminar la enfilada, se tomará el track del canal, de la Boya de Mar a la Boya 7 con un RV 079º 15´; luego se navegará siempre de la boya 7 a la boya 13, con un RV 131°; a partir de la boya 13, se navegará dejando a esta por la izquierda, navegando al RV 175° a una distancia de 1,5 Millas Náuticas (MN). Figura 7. Ubicación Ubicación del sitio d e depósito

Elaborado Ela borado po r: Grupo r:  Grupo Consultor, 2014

8.5.2 8.5 .2 Característic as físi físicas cas y oceanogr áficas del área de trabajo tr abajo El área en estudio, el Canal comprendido entre la Boyasignificativos, de Mar y Boya 13, corresponde a un mar de levaExterior bajo, con movimientos verticales lo que determinará que las maniobras de dragado sean consecuentemente complicadas, atendiendo su éxito a la destreza de compañías de vasta experiencia en estas operaciones. En las condiciones antes indicadas, los equipos de dragado deberán tener autonomía de navegación, puesto que las dragas mecánicas y muchas veces las de succión con corte sufren estrés mecánico por la acción de las olas, generando gran riesgo tanto para el personal como para el equipo. En el área de estudio teniendo las características de mar de leva, las operaciones y maniobras de dragado deberán tomar en cuenta las condiciones oceanográficas y climatológicas reinantes, para lo cual a continuación se anotan en resumen lo indicado en el capítulo de Ingeniería de Costas:

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Velocidad y dirección de las corrientes: corrientes : En este sector del estuario la dirección de las corrientes durante la fase de flujo está orientada principalmente entre 90° y 120°, y durante la fase de reflujo entre 280° y 320°, lo cual atiende al estado de marea. En cuanto a velocidades de corrientes se tiene las máximas velocidades en el orden de 0.79 m/s para ambos estados de marea, las direcciones registrados con estos valores fueron 24° (flujo) y 254° (reflujo); esta información corresponde a un estudio de INOCAR (2007) realizado en el sector de los GOLES. Se debe enfatizar también que las máximas velocidades se esperan durante la fase de sicigia.

 

Velocidad y Dirección del Viento: Máximo Extraordi Extraordinario nario 8 m/s; Máximo 4 m/s Para el análisis de vientos del estuario exterior se utilizó información de la NOAA, de esta data se obtuvo que las velocidades promedios de vientos están alrededor de los 4.1 m/s (Model NHC/TAFB – NOAA, 2012).

 

Altura y periodo de olas: En cuanto al oleaje, durante la fase de sicigia se presentan las mayores alturas de olas, en el estudio de INOCAR (2007) se encontraron alturas máximas que alcanzaban los 2,33 metros en tanto que las mínimas registradas fueron 0.25 metros aproximadamente, en estos dos casos con baja frecuencia, registrándose periodos de entre 3 y 4 segundos, para estos casos, la altura de mayor frecuencia es de 0,8 metros (30,9%) con un periodo entre 4 y 6 segundos.

 

Amplitud de mareas: El rango estimado de mareas en el estuario exterior se muestra en la siguiente tabla:

•

•

•

•

Tabla 2. Rangos Rangos de Mareas Mareas en el Ár ea de Estudio

RANGOS MÁXIMOS DE LAS MAREAS EN EL ÁREA DE ESTUDIO PROMEDIO Data de Posorja

2,6 (Máxima Maximorum)

Data de Posorja

0,1 (mínima)

Data de Posorja

1,8 (máxima)

Data de Posorja

0,9 (Mínima Minimorum)

SICIGIA

CUADRATURA

Fuente: INOCAR 2008 Tabla de Mareas

Debido a que el trabajo de dragado estará localizado en lugares expuestos, sin protección a la acción del mar, no se recomienda el uso de dragas que requieran sistemas de anclaje sin gobierno durante la operación pues no es posible la operación, ni tampoco el uso de dragas que no tengan autonomía puesto que ello requiere utilizar remolcadores que pueden ser un peligro para la navegación cuando estén dragando. En el caso de este proyecto, el dragado no sólo se efectuará en mar abierto, sino que también existe el tránsito de buques mercantes, actividad que no podrá ser detenida indefinidamente a pesar de la ejecución de dragado.

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8.5.3 8.5 .3 Dimensi ones de la zona a dragar Si el dragado se debe realizar en una zona estrecha, el uso de dragas de succión sin autopropulsión, queda inicialmente descartado por requerir grandes espacios para los giros de la embarcación. Por otro lado, grandes dimensiones suelen llevar asociados grandes volúmenes de dragado, por lo que el uso de dragas de cuchara no suele estar recomendado al tener una producción real baja. En este caso, el área de dragado es un área abierta con un volumen representativo y dos tipos de materiales a dragarse (material suelto y roca). 8.5.4 8.5 .4 Prof Profundi undi dad de dragado Usualmente existe la tendencia de elegir trenes de dragado mayores de lo necesario con la idea errónea de que se aumenta el rendimiento de dragado, cuando en realidad se traduce en un costo innecesario. Por regla general, las dragas de succión en marcha alcanzan sin problemas los 30 m ó 50 m, aunque no se recomiendan a profundidades menores de 5 ó 6 m por la posibilidad de varado. A profundidades reducidas se recomienda el uso de cualquier tipo de draga que esté equipada sobre un pontón, por el pequeño calado nominal que presentan. En este caso, la profundidad a dragar es mayor a 6 metros y menor a 12 metros. 8.5.5 8.5 .5 Distanc Distancia ia al área de depósi to Se debe analizar si esta área se encuentra cerca de la zona de extracción como para que exista la posibilidad de bombeo del material dragado mediante tubería flotante, o si las operaciones de dragado se efectuarán en mar abierto, o en una zona con tráfico marítimo representativo. Para este caso el dragado se efectuará en mar abierto, con tráfico de buques mercantes y la distancia promedio al punto de vertido es de 6,20 millas náuticas (aproximadamente náuticas  (aproximadamente 12 km.) con respecto al centro geométrico o punto medio de la longitud de la zona a ser intervenida, siendo las coordenadas del área de depósito W 80° 15´ 36”, S 2° 47´ 48”. 8.5.6 8.5 .6 Consi Consideració deración n de cri criterio terio s ambientales De acuerdo a los monitoreos realizados en esta actualización del estudio que fue contratado anteriormente porMarítimo APG en de 2011 – 2013, se se encuentra tiene que elensedimento en ely Canal de Acceso a Puerto Guayaquil buen estado dentro de los rangos permisibles; la actividad del dragado generará afectaciones de bajo impacto pues los organismos se habituarán al permanente paso de embarcaciones por el sitio; por lo que el dragado debe hacerse con criterios de causar bajo impacto. Por esta razón se descarta voladura como medio para disgregar la roca porque puede afectar de manera representativa a las especies, por lo que se optará al dragar la roca por “Disgregación mediante corte”. En el Capítulo IX se presenta el EIA que se licenciará para la ejecución del dragado, que contiene el Plan de Manejo Ambiental y el Plan de seguridad y salud ocupacional. En el Anexo D se presenta el cronograma valorado del PMA y el Plan de Seguridad y Salud Ocupacional. Cuando en el lugar donde se va a ejecutar el dragado el lecho marino o fluvial se encuentra contaminado, el material debe ser extraído mediante el método que menos lo mezcle con el agua y este sedimento obtenido debe ser depositado en sitios debidamente confinados para que el mismo reciba adecuado tratamiento. En el canal exterior del Canal de Acceso a Puerto Marítimo de Guayaquil, los sedimentos se GADM DE GUAYAQUIL

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PARA ESTUDIOS DE DRAGADO

 

 

encuentran en un estado de aceptabilidad para ser dragados, por lo que no amerita el conducir el material dragado a áreas de confinamiento. 8.5.7 8.5 .7 Característic as del material a dragar En el capítulo de Geotecnia del Fondo Marino se definió de manera expedita la característica desde hasta la 13 endeelsedimento Canal Externo (abscisa 0+000dela lecho 19+150), paralaloBoya cual de se Mar obtuvieron 20Boya muestras y 06 muestras de roca a lo largo del tramo mediante equipo y metodología apropiada y se complementó con la información del capítulo de Morfología y Geofísica del presente Estudio. En la tabla a continuación se muestra un resumen del comportamiento de las dragas acorde al tipo de sedimento a dragar. Ta Tabla bla 3. Comportamiento de dif erente erentess t ipos de draga según el material material

TIPO DE DRAGA

BUEN COMPORTAMIENTO

MAL COMPORTAMIENTO

Dragalina

Casi todos inclusive terrenos muy duros y compactos

Terrenos Fluidos

De cuchara

Terrenos Sueltos o Algo Cohesivos

Terrenos Fluidos o Duros

De Canguil Canguil ones

Fangos, blandas arcillas compactas hasta rocas

Arcillas muy Cohesivas

Succión con Corte

Arenas sueltas fangos sueltos

Succión en Marcha

Gravas, arenas fangosas, limos

o

compactas semicompactas, Arenas cohesivas sueltas,

arenas

o

Terrenos Compactos

Fuente: Vigueras M, 1997

De la relación de los resultados de la geofísica realizada con los ensayos en sedimento y roca se determinó que el espesor de sedimentos no consolidados va disminuyendo desde el lado occidental del canal en la boya de mar hasta el lado oriental en la boya 13, desde espesores del orden de 25 metros a afloramiento de formaciones rocosas a partir de la abscisa 10+000. Esos sedimentos no consolidados se clasifican mal en graduadas y arenas limosas según las 20 muestras queen se arenas obtuvieron el lecho superficial del fondocon delconchillas canal. Se tomaron 4 testigos de perforación en sitios en los que se detectó posible arenisca según la geofísica y 2 testigos más en sitios en los que se detectó posible roca coquina. De estas 6 muestras, la MC-1 (muestra en posible coquina) fue clasificada como suelo con alto grado de compactación mientras que la MC-2 fue clasificada como coquina con valores de resistencia a la compresión simple del orden de 1 MPa. Las muestras tomadas en arenisca dieron valores de resistencia a la compresión simple del orden de 5 a 50 MPa. Luego del análisis geológico realizado se pudo concluir que el afloramiento rocoso de arenisca detectado en el sitio del proyecto a partir de la abscisa 15+000 tiene relación directa con la roca que aflora en la zona continental norte, zona en la que se obtuvieron alrededor de 100 testigos de roca con resistencia a la compresión máxima medida del orden de 75 MPa.

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PARA ESTUDIOS DE DRAGADO

 

 

Al momento de establecer el tipo de dragado que se vaya a realizar en los sectores situados a partir de la abscisa 13+000, se deben considerar valores de resistencia del orden de 40 a 80 MPa. 8.5. 8.5.8 8 Análisis de Alternativas de dell e equipo quipo óptim óptimo o de dragado El Análisis Alternativas realizará la eliminación opciones. tipo de material a de dragar (suelto oserocoso) esmediante el principal factor que de determina el El equipo a utilizar, por lo que se requiere una correcta caracterización del mismo. Con las características del material que se va a dragar, es posible utilizar esta información para elegir el tipo de draga a emplear, con la ayuda de la siguiente matriz: Tabla 4. Matriz Matriz de Naturaleza del terreno vs. Tipo de draga TIPOS DE DRAGAS NATURALEZA DEL TERRENO

CUCHARA

Arena compacta

PALA

X

Arena suelta

ROSARIO

SUCCION

SUCCION

CON

EN

CORTADOR

MARCHA

X

X

X

X

SUCCION ESTACIONARIA

X X

X

Arena fangosa

X

X

X

X

Fangos

X

X

X

X

Arcilla suelta

X

X

X

Arcilla plástica

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Arcilla Compacta Arena con grava

X

Roca sin voladura Roca con voladura

X

X

Fuente:: LHC Holanda. Fuente

Como puede observarse en la matriz antes indicada, el equipo que tiene más posibilidades de operar sobre los suelos del fondo del canal es la draga de succión en marcha. Las mecánica mecánicass y las de su succión cción con cortad cortador, or, por la naturaleza naturaleza de re realizar alizar el trabajo de manera puntual, quedan descartadas. A continuación se analiza la matriz que involucra las ventajas y desventajas de las dragas hidráulicas, en ella se puede ver que una de las ventajas principales de las dragas de succión en marcha, son el alto rendimiento y su auto gobernabilidad, por lo que hace de estos tipos de dragas las ideales para realizar el dragado del canal.

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PARA ESTUDIOS DE DRAGADO

 

  Tabla 5. Matriz de Ventajas Ventajas y d esventajas de las d ragas Hidráuli cas

VENTAJAS Gran variedad de modelos DRAGAS ESTACIONARIAS SIN CORTADOR

Buenos rendimientos Bajo costo

INCONVENIENTES Hs