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Estudios Costeros De Ingeniería: Oleaje

El principal parámetro oceanográfico costero que concierne al terminal petrolero es el oleaje en el sitio y el resultado que provocan las fuerzas creadas en el anclaje de los tanqueros y en las estructuras asociadas con el atracadero. Las alturas estimadas del oleaje establecerán también la posibilidad de sobrepaso de la altura máxima estipulada en las instalaciones del atracadero y en el muelle mismo. La evaluación más acertada de las características de las olas en cualquier lugar de la costa es lograda utilizando medidas a largo plazo. Calibradores localizados fuera de la costa como dato inicial, indican las alturas posibles del oleaje, períodos y dirección. Como alternativa, si no estuvieran disponibles medidores para el oleaje, los indicadores climáticos a largo plazo son los más adecuados para predecir las características del oleaje. Estos están ubicados en áreas de aguas profundas con resultados tabulados cada pocas horas por un plazo de 30 años.

En el caso del Pier 400, Berth 408, existe un calibrador de oleaje denominado San Pedro Bay. Está localizado aproximadamente a 6 millas al norte de la costa y es operado por el Instituto Scripps de Oceanografía, donde las mediciones se han realizado cada hora desde 1998. Estos datos han sido utilizados conjuntamente con otras fuentes de datos para indicar el clima del oleaje en aguas profundas. La frecuencia acumulada de altura del oleaje ocurrida en San Pedro Bay se encuentra ilustrada en el siguiente gráfico.

La razón para realizar un análisis de datos en aguas profundas como característica inicial del oleaje, es que las olas en aguas profundas pueden ser consideradas típicas en una gran sección de la costa y dichas olas no han sido modificadas al propagarse en aguas menos profundas. El próximo paso en describir el clima del oleaje en el sitio del proyecto. Se debe transformar el oleaje del fondo del mar al del área, para incorporar el resultado de la transformación de la ola, desde la refracción de la misma causada por la disminución en la profundidad del agua cerca de la costa, la reflexión de la línea costera en las estructuras cercanas como el rompeolas, la difracción del oleaje cerca de las estructuras costeras y la transmisión del oleaje a través del rompeolas que protege al Puerto de Los ??Öngeles. Este proceso de transformación en el oleaje es generalmente realizado por un modelo de propagación de oleaje utilizando una computadora, el cual incorpora cálculos de todos los procesos pertinentes.

Lo último en tecnología en modelos de transformación de oleaje fue utilizado para transformar las olas medidas en aguas profundas al Pier 400. El modelo en particular fue desarrollado por el Instituto Hidráulico Danés y ha sido clasificado como un modelo de oleaje Boussinesq. Las características del oleaje en aguas profundas conjuntamente con los resultados de los modelos de transformación de oleaje proveen las características del oleaje en el atracadero clasificadas como operacionales de ocurrencia anual. La columna destacada indica el peor escenario en el clima operacional del oleaje. El rango de alturas del oleaje en el atracadero es mínimo, promedio y con una altura máxima sobre la marca en la embarcación atracada.

Similarmente, las características extremas en el oleaje típicamente ocurren únicamente una vez en muchos años y están descritas en la siguiente tabla:

Existe una diferencia en ambas tablas; la altura extrema estimada del oleaje es el promedio de una décima parte de la más alta de las olas dentro de una misma secuencia, mientras que el oleaje operacional es el promedio del tercio de las olas en la secuencia de las mismas, comúnmente referido a la altura del oleaje más significativo. La altura más significativa para una secuencia irregular de olas es la que el observador casual estimará como la altura de oleaje. Este es un término comúnmente aceptado para caracterizar la altura del oleaje. El promedio de la décima parte más alta y el promedio más alto del 1% de las olas son las requeridas más comúnmente para el diseño estructural. Adicionalmente al oleaje visible en el océano, existe una clase de oleaje oceánico llamado oleaje infragravity el cual es un periodo de oleajes muy largos que se extienden entre los 50 y 200 segundos. Dicho oleaje posee una pequeña amplitud y normalmente no pueden ser percibidos por el ojo humano, pero pueden causar oscilaciones en las cuencas y resonancias con movimientos subsecuentes en tanqueros anclados capaces de causar gran tensión en los anclajes de las embarcaciones. Este oleaje de períodos largos fue evaluado utilizando la tecnología más actual en modelos de transformación de oleaje, desarrollado por el Puerto de los ??Öngeles y Long Beach. Los resultados de este trabajo fueron utilizados en los análisis de anclajes dinámicos para los análisis habilitados por el atracadero.

El modelo numérico de la trasformación del oleaje fue verificado para la propuesta del terminal marino por medidas del oleaje realizadas como parte de los estudios de diseño. Dos calibradores fueron instalados por un período de 29 días adyacentes a la cara C del Pier 400, siendo esta la ubicación propuesta para el atracadero en el lado oeste del Pier 400 y adyacente a la cara D. La localización de los calibradores se encuentran ilustrados en la figura inferior. La profundidad de los calibradores en las aguas fue de 21 metros Mean Lower Low Water (MLLW) y de 24 metros MLLW para la cara C y la cara D, respectivamente. Los calibradores fueron configurados para medir el oleaje cada 4 horas por un período de 29 días.

El clima del oleaje durante las mediciones realizadas para el periodo de agosto de 2005, indicaron que las olas a lo largo de la cara D fueron sustancialmente mayores que a lo largo de la cara C, tal como se había previsto, con las principales alturas combinando oleaje por viento y el oleaje marino de 0.12 metros a 0.56 metros para las caras C y D, respectivamente. Un sumario de las alturas significativas del oleaje a lo largo de la cara C, se encuentra ilustrado en el gráfico presentado abajo. La ocurrencia del oleaje generado por viento durante las tardes, causó el período de picos que varió sustancialmente. Este oleaje por vientos también causó una gran variación en la dirección del mismo.

Un filtro fue aplicado a la data del oleaje para eliminar oleaje por vientos en periodos menores a 6.7 segundos desde el espectro de la ola. Mientras que el período más largo de oleaje proporcionó una medición más acertada en el clima del oleaje para el análisis en la movilidad de la embarcación, aunque las mismas no responden normalmente a este tipo de oleajes en tan cortos períodos. Al comparar la data filtrada y la data del oleaje en San Pedro Bay localizado fuera del puerto, en líneas generales se encontraron semejanzas entre los períodos de oleaje fuera de la costa y los períodos de oleajes adyacentes al Pier 400. La media filtrada de las alturas del oleaje en el período de monitoreo fue de 0.09 metros y 0.17 metros en la cara C y la cara D, respectivamente. Al comparar entre la data del oleaje en aguas profundas y la data filtrada en el atracadero, se encontraron semejanzas con el modelo de trasformación de oleaje.

             

 

ENLACESDept. of Building and SafetyLos Angeles Fire Dept.California State Land CommissionOffice of the State Fire MarshallNFPAAmerican Petroleum InstituteAssociation of Oil PipelinesOCIMF
INFORMACIÓNPipeline 101Tank Section (PDF)MOTEMSISGOTT (PDF)Typical Pipeline Construction (PDF)Tsunami Hazards Facing Pier 400 (PDF)Los Angeles City Fire CodeMateriales para
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