Empuje de olas sobre muros

Debe ser que mis vacaciones se acercan porque a la hora de pensar un post para esta semana solo se me ocurrían temas relacionados con la playa. Si… Voy necesitando unas vacaciones.

Mientras llegan, os dejo el post de hoy sobre cómo estimar los empujes que generan las olas del mar (o de grandes láminas de agua) sobre muros.

Cálculo de empujes de olas sobre muros

Concretamente os voy a explicar varios métodos desde los más sencillos y groseros, además de más antiguos, a los mas complicados, exactos y actuales.

En todos los métodos siguientes, ofrecemos los sobreempujes hidrodinámicos de las olas sobre muros. Los empujes hidrostáticos (ley triangular de toda la vida) se deberán considerar o no, en función de que supongamos o no que hay agua al otro lado del muro.

Empecemos por el método propuesto por Hiroi (1919). Se trata de un método muy sencillo y también conservador que define una ley rectangular de empujes sobre el muro en función de la altura de la ola de diseño H:

Hiroi 1

HIROI

Este método funcionaba siempre y cuando la profundidad por encima de la berma fuera menor que dos veces la altura de ola de diseño.

El método de Sainflou (1928) es un método un poco mas exacto que el anterior y casi igual de simple. Es por ello que se ha utilizado profusamente en todo el mundo. Lo recoge las Recomendaciones para Obras Marítimas española (ROM 2.0-11). Es válido para olas que no rompen en el muro y que llegan a él de forma ortogonal:

sainflou esquema

sainflou

Hasta los años 80, se utilizó habitualmente un sistema dual de cálculo de presiones, usando la formulación de Hiroi para las olas en rotura (calados reducidos) y la de Sainflou (grandes calados) para situaciones donde el oleaje no rompe.

Método de Sainflou-Modificado: se ha comprobado que el método de Sainflou subestima las presiones en grandes tormentas. Es por eso que se presentó la modificación del método de Sainflou sustituyendo, en una zona de ±H/2 alrededor de SWL, por las presiones de Hiroi.

sainflou modificado esquema

El Método Miche-Rundgren (1958) eleva un poco mas la complicación del problema, asumiendo, entre otras cosas, que el muro no refleja la totalidad de la ola, considerando coeficiente de reflexión de la estructura en un rango de 0,9<Kr<1 obteniendo así unos resultados mas preciosos.

El coeficiente de reflexión no es mas que el cociente entre la altura de la ola reflejada Hr entre la altura de la ola si no existiese el muro Hi (altura de ola incidente):

Miche-Rundgren 1

Y la altura de la ola que realmente medimos es la Hw que puede deducirse de:

Miche-Rundgren 2

Miche-Rundgren

Fuente: Shore Protection Manual

La altura del Clapotis sobre el fondo será:

Miche-Rundgren 3

Y la altura del seno del Clapotis sobre el nivel medio del mar es:

Miche-Rundgren 4

Donde:

Miche-Rundgren ho

es la altura del centro de la órbita del Clapotis sobre el nivel medio del mar..

Y por tanto, este método considera el siguiente esquema de sobreempujes hidrodinámicos:

Miche-Rundgren esquema

Con:

Miche-Rundgren 7

El Método Minikin (1950)  permite el diseño de muro con rotura de ola.

minikin esquema

minikin1

Lo malo de este método es que se sabe que esta sobredimensionado por lo que puede llevar a diseños económicamente inviables.

El Método de Goda (1974) permite el cálculo de las sobrepresiones tanto con olas estacionarias como con olas en rotura. Además considera que el frente de ondas forme un ángulo β con la normal al muro.

goda esquema

Donde todos los parámetros se obtienen de las siguientes expresiones:

goda1

goda2

goda3

goda4

Espero que os haya resultado interesante y útil.

Fuente: Tesis doctoral: Elementos para una nueva metodología de cálculo de diques verticales. Eric Iribarren Lasconateguy. Madrid 2013


 

¿Quieres ser el primero en leer nuestros artículos?

Déjanos tu nombre y un email válido, y nosotros te avisaremos cuando hayan novedades en Estructurando

Flecha-roja

The following two tabs change content below.

José Antonio Agudelo Zapata

Ing. Caminos, Canales y Puertos y Máster de Estructuras por la Universidad de Granada. Cofundador y responsable de Estructurando.net

7 Responses to Empuje de olas sobre muros

  1. David Pérez dice:

    Buen artículo, pero olvida una cosa fundamental para todo aquel ingeniero que pretenda usar el método de Goda.

    El mencionado es, según mi opinión el más completo, pero se debe tener en cuenta en el diseño la corrección propuesta por Takahashi para picos impulsivos.

    Saludos.

  2. David Santillán dice:

    Muchas gracias Estructurando, sus artículos son realmente ilustrativos y de gran ayuda para ampliar nuestros conocimientos

  3. Aron dice:

    Enhorabuena por el articulo. Me gustaria comentar si el empuje del oleaje “negativo” ue aparece en la figura de El Método Miche-Rundgren es debido a succion del oleaje.

  4. Marcos carrillo Vásquez dice:

    Siemre hay que aprender conocimiento, Gracias por compartilo, saludos

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.