equipos de dragado

8/12/2019 Equipos de Dragado

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Tema 07. Equipos de Dragado Procedimientos

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TEMA 7. EQUIPOS DE DRAGADO

7.1 INTRODUCCIN

Las Obras Martimas.

En general las obras martimas presentan las siguientes caractersticas:

Aparente sencillez de la obra en fase de diseo, pero no en fase de construccin. Suelen ser obras con grandes volmenes de materiales, en las que aparecen

deseconomas de escala. Falta de control de las acciones en diseo y durante la construccin. Requieren maquinaria muy especializada, escasa y no siempre disponible.

Operaciones de Dragado.

Las operaciones de Dragado consisten conceptualmente en la Extraccin, Carga,Transporte y posterior Vertido en puntos determinados de los materiales existentes enlos fondos marinos y fluviales.

Excavacin o Dragado: este proceso incluye la desagregacin y remocin delos sedimentos y/o rocas del fondo del agua. Un equipo especial ,la Draga, esusado para excavar el material (por accin hidrulica, mecnica o combinados) ysubirlo a la superficie.

Transporte del material excavado desde el punto de draga hasta el lugar deutilizacin, vertido o tratamiento: Se utilizan diversos mtodos: dragas conbodegas o cntaras incorporadas, gnguiles o barcazas, bombeo a travs detuberas o usando las fuerzas de la naturaleza (gravedad, olas y corrientes). Elmtodo de transporte est ligado al tipo de draga utilizada y a la forma devertido.

Utilizacin o deposicin del material. En proyectos de construccin, eldragado del material tiene como fin su inmediata utilizacin en la obra. Enproyectos de mantenimiento de calados para la navegacin: remocin del

material contaminado de fondos de puertos y ros navegables (problemasmedioambientales).


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Aplicacin de las operaciones de Dragado.

La aplicacin de los dragados es muy amplia, fundamentalmente ingeniera civil y

minera. Se clasifican segn: objetivo del dragado, emplazamiento y caractersticas delos terrenos a dragar. El dragado, generalmente no es un fin, sino un medio.

Construccin y ampliacin de Puertos Mantenimiento y mejora de calados en puertos y cauces Mantenimiento y mejora de capacidad de desage en ros y canales Recuperacin de zonas bajas inundables y drenaje de zonas pantanosas Sustitucin de terrenos de bajas caractersticas geotcnicas Creacin de suelo ganando terreno al mar.

Cimentacin y proteccin de Obras martimas (offshore) Construccin de rellenos para bases de carreteras, diques y aeropuertos Trincheras submarinas para oleoductos, tuberas y emisarios Extraccin de materiales para la construccin y minerales Extraccin de sedimentos y ridos marinos Extraccin de arenas para la regeneracin de playas Creacin de Islas artificiales en aguas costeras Limpieza de fondos contaminados y sustitucin de los mismos

Actuaciones de regeneracin de hbitats subacuaticos Etc.


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7.2 EQUIPOS DE DRAGADO.

7.2.1 INTRODUCCION.

Las inversiones necesarias para realizar obras de dragado son muy elevadas debido aque la maquinaria adquiere un protagonismo esencial y sus costes de adquisicinpueden llegar a millones de euros. Por ello la eleccin del equipo es fundamental.

El equipamiento de dragado es muy variado en tamaos y mtodos de operacin. Unaprimera clasificacin atendiendo a los mtodos de excavacin, forma de operacin ydesalojo del material (subida del material a superficie) sera:

Dragas Mecnicas: Uso de medios mecnicos para la excavacin y desalojo.

Dragas Hidrulicas: En el desalojo y/o excavacin del material se empleanmedios hidrulicos (succin o inyeccin).

Dragas Especiales: amplia variedad para usos muy especficos.

Figura.- Esquemas de diferentes Dragas y Equipos Auxiliares.


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7.2.2 CLASIFICACION DE LAS DRAGAS.

Existen muchas tipologas de Draga. A continuacin se enumeran las ms habituales en

la actualidad.

Dragas Hidrulicas

Draga con Inyectores de Agua (WID)

Draga de Succin en Marcha (THSD)

Draga de Succin con Cabezal Cortador (Draga Cutter)

Draga Estacionaria de Succin

Dragas Mecnicas

Draga de Rosario de Cangilones

Draga de Retroexcavadora Hidrulica

Draga de Cuchara

Draga de Pala

Dragas Especiales

Draga Anfibia

Figuras.- Imgenes de diferentes tipologias de Dragas.


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7.2.3. DRAGA DE INYECTORES DE AGUA.

La Draga de Inyectores de Agua (Water Injection DredgerWID) son equipos autopropulsados o remolcables (montadossobre pontona) que trasladan sedimentos con la ayuda de lagravedad (pendientes) y las corrientes marinas.

Realizan el dragado por agitacin mediante la Inyeccin de agua a baja presin sobremateriales finos, creando una pulpa (material mezclado con agua, que posee menordensidad).

El sistema es muy bueno cuando el material tratado (suelto) discurre segn un planoinclinado descendente. En estas condiciones se pueden mover grandes volmenes a

grandes distancias.

Usos.

Mantenimiento de canales de navegacin Mantenimiento de calado en puertos y marinas

Eliminacin de depsitos de fino en taludes (junto tierra firme) Desencallado de Barcos.

Figura.- Draga de Inyectores de Agua

Figura.- Draga de Inyectores de Agua Figura.- Detalle del inyector y su efecto


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Nivelacin del fondo marino (para tendido de tuberas o cimientos) Nivelacin de reas dragadas con otros mtodos. Incremento de la profundidad de cables y tuberas submarinas

Mtodo de Operacin.

Posicionamiento de la Draga en la zona a dragar Descenso de las boquillas inyectoras de agua hasta penetrar en la capa de

material Inyeccin de agua a baja presin Desplazamiento de la draga hacia delante (direccin de desplazamiento de la

pulpa) hasta la zona de acumulacin del material (hay distintos sistemas)

Principales magnitudes.

Profundidad Mxima: 15m sistema de conexin rgido Profundidad Mxima: 30m sistema de conexin flexible Altura mxima de ola: 0,5 m

Figura.- Mtodo de Operacin de una Draga de Inyectores de Agua


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Ventajas.

Es el mtodo mas natural

Gran productividad y Economa si sen dan las condiciones Se utiliza donde otros mtodos no llegan (ej. dragado en taludes) Alta maniobrabilidad y escaso calado (uso en espacios pequeos)

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

Figura.- Imgenes de Dragas de Inyectores de Agua

Figura.- Imgenes de Dragas de Inyectores de Agua


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Ficha Tcnica.


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7.2.4. DRAGA DE SUCCION ENMARCHA.

Las Dragas de Succin en Marcha (Trailing SuctionHopper Dredger TSHD) son barcos diseados paraaguas profundas dotado de tubos flexibles y bombasde succin que aspiran material suelto de pequeo tamao del lecho marino, lodepositan en sus bodegas (cntaras), lo transportan al lugar de descarga y lo evacuan.

Frente a otras dragas que solo realizan la extraccin y/o el vertido, las dragas de succinen marcha realizan:

EXTRACCION TRANSPORTE - VERTIDO

Figura.- Esquema de una Draga de Succin en Marcha

Figura.- Imagen de una Draga de Succin en Marcha y detalle de las tuberas de succin


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Bombas de Succin.

La aspiracin se produce mediante bombas de succin (centrfugas) de grandes

dimensiones, construidas en Duralita (abrasin) y/o Permalloy (impacto). Las bombaspueden estar ubicadas en:

En el cabezal de dragado (bombassumergibles): se alcanzan mayoresprofundidades de dragado sin mermade capacidad, consiguiendo mayorhomogeneidad en la mezcla aspirada(pulpa).

En el casco del buque (en

superficie): Posible cavitacin, mejormantenimiento, pero se alcanzanmenores profundidades.

Cabezales de Dragado.

Los cabezales de dragado se sitan en el extremo de succin al final de la tubera.Introducidos en la capa de sedimentos, su misin es remover el material y maximizar laconcentracin de los slidos aspirados.

Figura.- Bomba de Dragado

Figura.- Rendimiento de Bomba sumergida vs. Bomba en Casco en funcin de la profundidad


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Mtodo de Operacin

Llegada de la Draga a la zona de trabajo (generalmente mar abierto)

Descenso de las tuberas y los equipos de succin (gras de sujecin) hasta capade sedimentos.

Puesta en marcha de los equipos de succin y cabezales de dragado Desplazamiento del buque lentamente hacia en sentido marcha.

Almacenamiento del material en la cntara hasta rebose (decantacin pulpa)

Izado de los equipos y transporte hasta lugar de descarga Descarga (vertido o bombeo)

Figura.- Descenso de las tuberas y cabezales de dragado

Figura.- Imgenes Mtodo de Operacin Draga de Succin en Marcha

Figura.- Imgenes cntara y elementos de decantacin pulpa.


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Usos.

Necesidad de obtener (normalmente a cierta distancia de la zona de relleno y a cierta

profundidad), transportar y verter grandes cantidades de material suelto (finos, arenas oincluso gravas).

Mtodos de Descarga (I): Directa

Apertura de compuertas de fondo (giratorias o deslizantes). El ms econmico yrpido. No apto para descargas en zonas de escaso calado (uso offshore).

Descarga directa en Muelle (Cintas, gras, retroexcavadoras, etc.). Minera.

Vlvula de Fondo. Problemas con material cohesivo y escombros (obturacin delas vlvulas).

Apertura longitudinal del casco mediante sistema de bisagras resistentes(Charnela). Cualquier material. En dragas grandes es muy costoso.

Figura.- Apertura compuerta de Fondo Figura.- Detalle cintas transportadoras

Figura.- Evacuacin de la cntara mediante apertura longitudinal del casco (charnela)


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Mtodos de Descarga (II): Bombeo de la Pulpa

Una vez la Draga, cargada del material que previamente ha dragado, arriba a la zona de

deposicin, puede bombear este material almacenado en sus cntaras mezclndolopreviamente con agua tomada del mar, generando nuevamente una pulpa. Los mtodosde bombeo de que disponen este tipo de dragas son:

Bombeo a travs de tubera. Estas tuberas pueden ser bien Flotantes (Tuberasflexibles de goma que flotan gracias a apoyos sobre pontonas intermedias oflotadores o bien sumergidas, descansando en el fondo marino (suelen ser deAcero).

Bombeo con toberas curvas (da lugar al espectacularRainbowing). Se bombea la

pulpa a travs de una tobera curva situada en la proa del buque. Uso frecuente enRegeneracin de Playas y en rellenos. Alcance hasta 100 m.

Figura.- Tuberas Flotantes

Figura.- Evacuacin mediante tobera curva oRainbowing


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Sidecasting. Se bombea a travs de un conducto montado sobre una estructuraelevada. La distancia mxima de bombeo es de 90m). Se suele usar en dragadosde ros y canales de navegacin (uso muy especfico) en los que el material

dragado no se almacena en la cntara sino que se bombea directamente.

Figura.- Evacuacin mediante Sidecasting

Figura.- Detalle llenado cntara de pulpa Figura.- Detalle tobera curva en proa


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Ventajas.

Independencia de operacin y condiciones del mar (Autopropulsado)

Transporte del material a largas distancias y vertido autnomo. Elevado volumen de produccin Econmico (para grandes volmenes)

Inconvenientes.

No es eficaz si el material a dragar es resistente Necesita zonas amplias de trabajo La produccin est afectada por la presencia de escombros Se produce dilucin del material a dragar durante el proceso (menor eficacia)

Principales Magnitudes.

Capacidad de carga (bodega): 500-35.000 m3 Profundidad de Dragado: 20-110 m Calado mnimo en carga: 5m Altura mxima de ola: 5 m

Tamao mximo partcula: 300 mm Resistencia mx. corte material: 75 kPa

Figuras.- Imgenes de la operacin de Dragas de Succin en Marcha


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Ficha Tcnica.

VOLVOX IBERIA

Training Suction Hopper Dredger


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7.2.5. DRAGA CUTTER..

La Draga de Succin con Cabezal Cortador o

Draga Cutter (Cutter Suction Dredge) son dragasequipadas de un cabezal cortador sumergible(cutter) que permite trabajar sobre materialescompactos y unos equipos de succin que transportan el material a bordo para suinmediato bombeo.

A diferencia de las dos anteriores son Dragas Estacionarias (la operacin). La mayorason remolcables sobre pontonas aunque las grandes son autopropulsadas.

Usos.

Son Dragas muy verstiles, siendosu campo de aplicacin muyamplio. Actan en zonas con unradio de accin limitado y escasaprofundidad de dragado, debido ala limitacin fsica que le imponela longitud del brazo sobre el queva montado el cabezal cortador,denominado escala.

Figura.- Draga Cuttercon el cabezal cortador izado.

Figura.- Draga Cutteroperando


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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 operacin y avance. Tubera y equipos de succin (aspira e impulsa el material) Cabezal de corte o Cutter. Misin: cortar o romper el material del fondo marino

y dirigirlo hacia la entrada del tubo de succin. Estructura de soporte del cuttery la tubera de succin (Escala) Sistema de Elevacin de la Escala (castillete de proa).


Capacidad de carga (bodega o cntara): no dispone Profundidad de Dragado: 0,75-35 m Calado mnimo en trabajo: 0,75m Anchura mxima de corte: 175 m Velocidad mxima de corriente: 2 nudos

Resistencia mxima compresin terreno: 50 MPa Altura mxima de ola: 2 m

Figura.- Draga Cutterequipada con cabezal cortador de corona

Figura.- Draga Cutteroperando.


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Cabezal Cortador.

Son equipos diseados para romper el material y arrastrarlo hasta la boca de succin.

Amplia variedad de cabezales de corte:

Corona: Grupo de cuchillas especiales dispuestas deforma helicoidal. Hojas de filo plano (blandos:sedimentos y arcillas), de filo aserrado (consolidados:arcillas duras, rocas dbiles) y Trpano (roca blanda) opica (roca de dureza moderada)

Rodete de Cangilones: en terrenos compactos cangilones dentados. Mejoresconcentraciones de slidos, pero muy caros. Uso minero.

Disco cortador: En terrenos blandos de grano fino. Altaconcentracin de slidos. Buena para capas de escasoespesor.

Figura.- Disco cortador

Figuras.- Diversos cabezales cortadores de corona (picas y dientes).


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Mtodo de Operacin.

Llegada de la Draga a la zona de trabajo y anclaje depilonos de popa

Enlace de los cables de giro a las Anclas (situadas enbandas opuestas) Conexin de la tubera de vertido (desde draga a punto de

vertido) Izado de uno de los pilonos de popa y descenso de la

escala y cabezal Puesta en marcha de los equipos de succin y cabezales

de corte Recogida del cable de una de las bandas y suelta de la

otra El buque describe un arco de circunferencia con eje en el

pilono anclado Descarga continua del material a travs de la tubera de

vertido Se dan las pasadas necesarias (en funcin del material). Avance y Fijacin del otro pilono y levantado del

anterior. Nuevo proceso

Ventajas.

Dragado de Amplio rango de materiales, incluso roca Traslado directo del material por bombeo a la zona de

deposicin Posibilidad de dragado en aguas poco profundas Alta produccin y precisin (segn equipos)

Inconvenientes.

Muy sensibles a las condiciones del mar Limitada profundidad de dragado (mx. 30m) Costes de desplazamiento elevados

Distancia de transporte de material limitada por motivos econmicos

Figuras.- Dragas Cutter


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Fichas Tcnicas.


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7.2.6 DRAGA ESTACIONARIA DESUCCION.

Las Dragas Estacionarias de Succin (SuctionDredger) son Dragas dotadas de unmecanismo de succin sumergible, similares a las de succin en marcha solo que nooperan a medida que se desplaza, sino ancladas (estacionarias).

Tampoco suelen disponer de cntara, por lo que el material extrado se bombea odeposita sobre barcazas.

El proceso esttico de succin crea una depresin en el lecho en forma de conoinvertido).

Usos.

Extraccin de material granular para su posterior uso en restauracin de terrenos.Gran rendimiento si los sedimentos son de gran espesor.

No se utilizan en mantenimiento de canales de navegacin

Mtodo de Operacin.

Estacionamiento de la Draga en la zona de trabajo Posicionamiento de la barcaza (gnguil) junto a la draga o conexin de las

tuberas de impulsin (bombeo) Descenso de los equipos de succin hasta capa material granular Puesta en marcha de los equipos de succin y cabezales inyectores de agua

que fluidifican y arrastran el terreno Carga de los gnguiles por vertido a travs de conductos elevados con

difusores o bombeo

Figura.- Draga Estacionaria de Succin con la escala izada.


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Ventajas.

Permite extraer materiales situados

debajo de capas estriles Posibilidad de dragado en aguas poco

profundas Alta produccin en capas de sedimentos

sueltas y gruesas

Inconvenientes.

Sensibles a las condiciones del mar si lacarga es sobre gnguiles

Uso restringido a materiales granulares


Profundidad de Dragado: 3-50 m Altura mxima de ola: 3 m

Figuras.- Dragas Estacionarias de Succin

Figuras.- Dragas Estacionarias de Succin

Figura.- Cabezal de Succin


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Ficha Tcnica.


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7.2.7. DRAGA DE ROSARIO DE CANGILONES.

Las Dragas de Rosario de Cangilones o simplemente de Rosario (Bucket Dredger) son

equipos exclusivamente mecnicos.

Es un barco o pontona equipada con una cadena sin fin de cangilones (rosario) que unavez sumergida permite extraer y elevar el material del fondo.

Es el nico equipo mecnico que trabaja de forma continua. Su diseo ha permanecidoinalterado durante muchos aos.

Usos.

Es un equipo todoterrenoque puede trabajar sobre todo tipo de suelos, incluso rocas dehasta 10-15MPa con cangilones dotados de dientes

La necesidad de barcazas o vertido directo dificulta su uso en las regeneraciones

costeras.

Figura.- Draga de Rosario de Cangilones

Figura.- Draga de Rosario de Cangilones Figura.- Movimiento de la Escala


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Elementos Principales.

Estructura Flotante (pontona) o Casco de barco (autopropulsadas)

Anclajes de Posicionamiento: longos de proa y popa y 4 traveses. Endeterminados equipos, algunos de estos anclajes pueder ser pilonos o Spuds. Estructura soporte de la cadena de cangilones (Escala) Sistema de Elevacin de la Escala (castillete proa) Cadena sin fin de cangilones y tambores de gua y motor (inferior y superior).

Cangilones.

Los cangilones (acero fundido) estn unidos por eslabones Capacidad del Cangiln: 0,15 -1,2 m3. Velocidad de la Escala: 30 cng/min Gran variedad en funcin del material (roca: con escarificador)

Figura.- Elementos de una Draga de Rosario

Figura.- Detalles de la cadena de Cangilones


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Mtodo de Operacin.

Estacionamiento de la Draga en la zona de trabajo Despliegue de los 6 anclajes (2 longos y 4 traveses, accionados por

cabrestantes).

Posicionamiento de la barcaza (gnguil) junto a la draga o vertido directo

Descenso de la escala hasta capa material (ptimo 45) Puesta en marcha del tambor de arrastre. Carga y elevacin de los cangilones ydescarga del material junto tambor sup. al invertir su posicin

Vertido sobre los gnguiles (barcazas) mediante dispositivo basculantetransversal.

La draga se desplaza lateralmente mediante operacin de los traveses,accionados mediante cabrestantes, describiendo un arco de circunferencia.

Figura.- Detalles de la cadena de Cangilones

Figura.- Motor de la cadena de Cangilones Figura.- Ancla de posicionamiento


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Una vez se ha barrido la anchura de calle, se recoge una pequea longitud dellongo de proa y se repite en proceso de corte.

El anclaje del longo de proa: reaccin necesaria para excavacin. Optimo con la escala a 45. A fin de mantener inclinacin a diferentes

profundidades: modificar posicin del eje (Es una operacin costosa y solodisponible en dragas modernas)

Movimiento lateral de la draga: el rosario tiende a ser expulsado lateralmentepor el empuje del terreno. Para ello se transmite el esfuerzo a los traveses (ladraga se desplaza inclinada respecto al eje del tajo)

Ventajas.

Dragado Continuo y en muchos tipos demateriales

Reduccin de la dilucin del material dragado (nopulpa), por lo que es particularmente eficiente en

el dragado de material fino Buen control del perfil del terreno excavado (muyregular)

Buena reaccin a presencia de escombros(excepto a cadenas y cables)

Figura.- Dispositivo transversal de evacuacin

(vertido) del material dragado

Figura.- esquema de operacin de una Draga de Rosario


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Inconvenientes.

Amplio despliegue de anclajes que dificultan la navegacin Depende de las barcazas de carga (malo para rellenos costeros)

Prdidas de material altas (granulares) y Niveles de ruido elevados Baja eficiencia cuando la capa del material es de pequeo espesor Problemas de descarga de cangilones en materiales cohesivos No es muy recomendable en aguas someras debido a la posicin de la catenaria

de la cadena, que provocara una sobre-excavacin. Altos costes de instalacin y operacin


Profundidad de Dragado: 5-35 m. Anchura mxima corte: 150 m Altura mxima ondulacin terreno: 1 m. Altura mxima de ola: 1,5 m Rendimiento semanal entre 10.000 y 100.000 m3, dependiendo del tamao,

localizacin y el material.

Figura.- Imgenes de Dragas de Rosario de Cangilones

Figura.- Imgenes de Dragas de Rosario de Cangilones con gnguiles


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Ficha Tcnica.


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7.2.8. DRAGA DE RETROEXCAVADORAHIDRAULICA.

La Draga de retroexcavadora hidrulica (BackhoeDredger)es un equipo formado por una Retroexcavadorahidrulica montada sobre un pedestal situado en unextremo de un pontn. Puede llevar cazo o cucharahidrulica.

Desarrollada a partir de las Retroexcavadoras hidrulicas terrestres en ciertas ocasionesse fijan directamente estas ltimas a un pontn.

Usos.

Puede trabajar sobre todo tipo de suelos, incluso rocas de hasta 10MPa y espaciosreducidos (no necesita anclajes externos).

La necesidad de barcazas o vertido directo dificulta su uso en las regeneracionescosteras

Figura.- Draga de Retro-excavadora hidrulica con cazo ycuchara bivalva.

Figura.- Imgenes de Dragas de Retroexcavadora Hidralica


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Mtodo de Operacin.

Situacin del pontn en la zona de trabajo

(Estacionaria). Descenso de los 3 pilonos de anclaje (spuds) que

absorben esfuerzos horizontales de la excavacin Descenso del brazo de la RE, extraccin y elevacin

del material Carga sobre gnguiles Izado de los 2 spudssituados en el tercio delantero. El

spud de popa hace girar a la draga sobre su eje (ejemotor). Reinicio del proceso.


Profundidad de Dragado: 2-24 m. Volumen Cazos: 1-20 m3 Altura mxima ondulacin terreno: 1 m. Altura mxima de ola: 1,5 m

Ventajas.

Capacidad en diferentes tipos de materiales i/escombros Trabajo en espacios confinados y ausencia de anclajes Reduccin de la dilucin del material dragado (no pulpa) Buen control de la posicin y la profundidad Bajo coste de operacin y mantenimiento

Inconvenientes.

Baja produccin por operacin discontinua Depende de las barcazas de carga (no para rellenos costeros) Escasa profundidad de dragado

Figura.- Imgenes de Dragas de retroexcavadora hidralica con gnguiles


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Fichas Tcnicas.

Razende Bol

Backhoe Dredger


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7.2.9. DRAGA DE CUCHARA.

La Draga de Cuchara (Grab Dredger) es una draga

dotada de una gra con brazo de celosa sobre el quecuelga, pendido de un cable, el cucharn o bivalva.

Montada sobre un pedestal situado en un extremo de unpontn (tambin las hay autoportantes, sobre buque).

Diversos tipos de cucharas: bivalva, de gajos, plipos (extraccin de grandes bloques)

Usos.

Trabaja sobre materiales blandos o previamente tratados (la nica fuerza de la cucharaes su propio peso) y alcanza grandes profundidades.

La necesidad de barcazas o vertido directo dificulta su uso en las regeneracionescosteras y obras similares. Muy usada en el dragado de zanjas estrechas.

Figura.- Draga de Cuchara sobre pontona

Figura.- Diferentes tipos de cucharas bivalvas.


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Mtodo de Operacin.

Situacin del pontn en la zona de trabajo

Descenso de los 3 pilonos de anclaje (spuds) que absorben los esfuerzoshorizontales de la excavacin. Tambin las hay con un conjunto de cables yanclas o ambos combinados.

Descenso de cuchara (con cierta inercia), extraccin, elevacin del material ycarga sobre gnguiles

Izado de los 2 spudssituados en el tercio delantero. El spudde popa hace girar ala draga sobre su eje.

Inicio del proceso.


Profundidad de Dragado: desde 1m hasta mas de 50 m. Volumen Cuchara: 0,75-200 m3

Altura mxima ondulacin terreno: 2 m. Altura mxima de ola: 1,5 m

Ventajas.

Capacidad en diferentes tipos de materiales i/escombros Trabajo en espacios confinados y ausencia de anclajes Reduccin de la dilucin del material dragado (no pulpa)

Alta profundidad de dragado (depende de la resistencia y longitud del cable) Bajo calado de la pontona.

Inconvenientes.

Baja produccin por operacin 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)

Figura.- Draga de Cuchara operando en mar abierto.


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Ficha Tcnica.


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7.2.10. DRAGA DE PALA.

La Draga de pala (Dipper Dredger) es un equipocon una pala excavadora frontal accionada

mediante cables, montada sobre un pedestalsituado en un extremo de un pontn

Es una variante de la draga con Retroexcavadora hidrulica y en la actualidad ha sidoprcticamente sustituida por esta.

Frente a la Draga de retroexcavadora hidrulica, puede alcanzar profundidades mayores,pero su ciclo de produccin es menor y su construccin ms rstica.

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

Figura.- Draga de Pala autopropulsada

Figura.- Draga de Pala sobre pontona Figura.- Esquema Draga de Pala autopropulsada


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7.2.11. DRAGA ANFIBIA.

Dragas de pequeo tamao diseadas para trabajar en

aguas poco profundas y poder salir del aguadesplazndose sobre tierra. Pueden tener cucharas,cazos o cabezales de dragado tipo cutter.

La mayora utilizan orugas para desplazarse, aunque las hay de patas y neumticos.Hay diversos tipos, con diferentes aplicaciones.

Una muy utilizada es el Crawl-cat. Puede desplazarse por tierra o agua apoyada en sus 4patas con orugas.

Mucho rendimiento en aguas agitadas pues realiza los trabajos independientemente dela altura de las olas y corrientes. Uso en operaciones de poco volumen.

Figura.- Draga anfibia sobre orugas tipo crawl cat

Figura.- Draga anfibia sobre neumticos


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7.2.12. ELECCION DEL TIPO DE DRAGA.

La eleccin del equipo de dragado depende de numerosos factores: caractersticas del

terreno, dimensiones de la zona a dragar, profundidad de dragado, exposicin al oleaje,situacin de los puntos de vertido, etc.

A continuacin se adjunta una tabla en la que se establece un primer criterio deseleccin del equipo en funcin de las caractersticas del terreno a dragar.

Tipo de Draga Buen Comportamiento Mal Comportamiento

Succin en marcha Arenas sueltas, finas, limos yfangos arenosos

Terrenos compactos

Succin estacionaria Arenas, arenas finas y no muycompactas

Arenas compactas, arcillas oterrenos compactos

Cabezal cortador Todo tipo de terrenos (-) rocasduras

Rocas

Rodete de cangilones Todo tipo de terrenos exceptorocas

Rocas (se solventa usandocangilones dentados)

Rosario Fangos, arcillas y arenascomp., margas, conglom. yroca blanda

Arcillas muy cohesivas

Cuchara Terrenos sueltos o algocohesivos

Terrenos duros y rocosos

Pala Todos salvo fluidos Terrenos FluidosRetroexcavadora Todos salvo fluidos Terrenos Fluidos


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7.3. EQUIPOS AUXILIARES.

7.3.1 GANGUILES.

Los Gnguiles o Barcazas (Hopper Barges) sonembarcaciones dotadas de una cntara o bodegadonde se almacena el material de dragado para su transporte hasta el lugar de vertido.

La capacidad de almacenamiento oscila entre 50 y 2.000 m3. Pueden ser barcosautopropulsados (mar abierto) o remolcados (aguas poco profundas).

Segn el mtodo de descarga del material se clasifican en:

Gnguil cerrado: Descarga por medios mecnicos auxiliares Gnguil de compuerta de fondo: por apertura de compuerta giratoria Gnguil de charnela: vaciado por apertura longitudinal del casco Gnguil de volcado lateral

Figura.- Gnguiles autopropulsados

Figura.- Gnguil remolcable Figura.- Gnguil autopropulsado


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7.3.2 GANGUIL DE VOLCADO LATERAL.

Los gnguiles de volcado lateral (Side stone dumping vessel) son embarcaciones

dotadas de una cntara donde se almacena material (ridos, rocas y sueltos)procedentes de dragado o mas frecuentemente cargados en puerto, que es transportadohasta el lugar de vertido.

La descarga se realiza por volcado lateral mediante el empuje de unas hojas deslizantesaccionadas por un mecanismo hidrulico.

Figura.- Gnguil de volcado lateral

Figura.- Diferentes imgenes de Gnguiles de volcado lateral


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Ficha Tcnica.


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7.3.3 BARCO DE DESCARGAPOR TUBERIA.

Los barcos de descarga por tubera (Fall PipeVassels) estn dotados de una tubera flexibleque se sumerge a grandes profundidades(hasta 1.000 m) y descarga material (ridos gruesos y rocas) de forma selectiva.

El material se transporta en la propia cntara del buque hasta el lugar de colocacin delmismo.

Usos.

Colocacin de rocas y ridos offshore Cubricin de tuberas submarinas Preparacin del fondo marino para cimentaciones Proteccin de cimientos, Etc.

Figura.- Barco de Descarga por Tubera

Figuras.- Barcos de Descarga por Tubera en trabajos de cubricin de tuberas submarinas


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Mtodo de Operacin.

Carga de la roca o ridos en las cntaras. Normalmente la carga se realiza en

puerto.

Posicionamiento del barco en el lugar de trabajo (offshore).

Arro de la tubera y el ROV (Remotely Operated Vehicle) hasta la zona dedepsito.

Introduccin continua del material procedente de la cntara del buque en elextremo superior de la tubera mediante un sistema de cintas transportadoras.

El ROV, situado en el extremo sumergido de la tubera permite el movimiento yposicionamiento de la cabeza y la monitorizacin de la operacin.

Con este sistema se consigue precisin y profundidad extremas, y posibilidad de trabajocon fuertes corrientes y oleaje.

Figura.- Arro tubera flexible y robot

Figura.- Detalle salida material Figura.- Circulacin del material desdela cntara a la tubera a travs de cintastransportadoras

Figura.- Operacin en profundidadindependiente de la posicin del buqueen superficie.


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Ficha Tcnica.

Nordnes

Flexible Fallpipe vessel


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7.3.4 ESTACIONES DE BOMBEO (REIMPULSION).

Son equipos utilizados en grandes instalaciones de tuberas de descarga, cuando se

necesita potencia de bombeo adicional

Se suelen combinar con las dragas de succin cuttery dragas estacionarias de succincuando operan lejos de la costa. Tambin para la descarga de THSD a grandesdistancias

Las estaciones de bombeo suelen ir montadas sobre pontonas o bien serautopropulsadas.

Figura.- Estacin auxiliar de bombeo flotante

Figura.- Estacin de bombeo autopropulsada.Figura.- Detalle bomba centrfuga


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Ficha Tcnica.


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7.3.5 BARCOS AUXILIARES.

Hay muchos tipos diferentes de embarcaciones auxiliares utilizadas en el desarrollo de

las operaciones de dragado.

Deben ser de construccin robusta, con capacidad para remolcar y espacio en cubierta,de buena maniobrabilidad y reducido calado, etc. Entre otras se pueden citar:

Embarcaciones multiuso(Tugboats).

Movimiento de los anclajes de las dragas, suministro de repuestos, traslado delpersonal, remolque, etc.

Pontonas multiuso(multicraft pontoons).

Forma de caja rectangular, estables, poco calado y mucha superficie en cubierta.Uso en transporte, elevaciones (remolque hidrulico), etc.

Embarcaciones de reconocimiento batimtrico, etc.

Figura.- Embarcaciones multiuso

Figura.- Pontonas multiuso


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Ficha Tcnica.

MantaMultipurpose Seagoing Pontoon


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7.3.6 EQUIPOS DE QUEBRANTACION.

Con cierta frecuencia en las operaciones de dragado aparece la necesidad de realizar

quebrantamientos previos del material rocoso antes de proceder a su extraccin debido asu elevada resistencia. Existen varias tcnicas:

Voladuras submarinas.

Requieren alta especializacin. Algunos aspectos reseables de las mismas son:

Perforacin y carga de barrenos desde la superficie (pontonas)

Si no es posible barrenar: cargas huecas (solo en zonas alejadas)

Consumos de explosivo de 3-6 veces los usados en banco a cielo abierto

Explosivos y detonadores deben ser resistentes al agua y presin

Efectos medioambientales importantes (alcance de la onda de choque hidrulica)

Figura.- Sistema de las Cargas Huecas

Figura.- Barrenadora sobre Pon tona

Figura.-Barrenadora


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Piln romperroca.

Pieza metlica de peso elevado en forma de

aguja que se deja caer desde cierta altura deforma repetitiva. Va montada en Gra sobrepontona. Mtodo muy tradicional y en desusopor su escaso rendimiento.

Martillo picador.

Mediante martillo picador hidrulico o

neumtico montado sobre puente gradescendente o retroexcavadora. Rendimientobajo y solo usado en casos especficos.

Cabezal fresador.

Mediante cabezal fresador con dientes.Normalmente va acoplado al extremo delbrazo de una retroexcavadora sobre pontona.Tambin hay con brazo de retroexcavadora submarina.

Figura.- Piln romperroca

Figura.- Martillo Picador

Figura.- Cabezal Fresador


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7.4. LAS OBRAS DE DRAGADO.

7.4.1 ACTIVIDADES FRECUENTES.

Las actividades mas frecuentes en las que se ven involucrados equipos de dragado son:

Creacin de terrenos, ganndolos al mar (Land Reclamation) Restauracin de Playas y frentes costeros o fluviales

Mantenimiento de calado en canales de navegacin y puertos Proyectos de construccin de vas de Agua y Puertos Cimientos: construccin offshorey pilas de puentes Proyectos de Irrigacin y Drenaje Zanjas, Trincheras y Rellenos para tuberas submarinas Extraccin de ridos y otros Proyectos mineros Dragados con fines Medioambientales o de regeneracin Biolgica

Figura.- Diversas obras de regeneracin de Playas.

Figura.- Obras de regeneracin de riberas y land reclamation.


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7.4.2 CONSTRUCCION Y MANTENIMIENTO DE VIAS DE AGUA YPUERTOS.

Densidad del trfico martimo o fluvial: equipos que no entorpezcanEn estos trabajos no es necesaria gran profundidad (max. 25m)Tradicionalmente se han usado las dragas de rosario. En la actualidad: las Dragas deSuccin en Marcha y las Dragas de Inyectores de Agua en mantenimientos y las DragasCutter en construccin

Si hay que trabajar en espacios muy reducidos: Dragas de cuchara o de retroexcavadorahidrulica.

En ros y canales en los que hay corriente se usan equipos de dragado de tipoestacionario.

El contenido de contaminantes en el material dragado puede tener importantesconsecuencias medioambientales, sobre todo en operaciones en puertos y ros en los quese vierten indiscriminadamente residuos urbanos e industriales.

Figura.- Obras de construccin y mantenimiento de ros y puertos

Figura.- Obras de construccin y mantenimiento de ros y canales


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Las operaciones ordinarias de un dragado de mantenimiento pueden remover loscontaminantes y causar daos biolgicos. El dragado y deposicin de material tambinpuede crear daos a los habitats naturales en determinadas zonas.

7.4.3 DESCONTAMINACIONES.

El dragado con fin exclusivo de limpieza de sedimentos altamente contaminados vaadquiriendo importancia en los pases mas desarrollados.

El material debe ser removido con mucho cuidado con Dragas apropiadas (Draga desuccin con disco cortador horizontal o la DragaDustpan) para su posterior tratamiento.

7.4.4 PROTECCION DE CIMIENTOS Y PILAS.

En obras civiles como viaductos sobre grandes ros o estuarios u obras offshore, lastcnicas de dragado intervienen en la excavacin, nivelacin y vertidos de gravas orocas de proteccin frente a la erosin, anclas o impactos de buques.

Figura.- Obras de Dragado con fines medioambientales (Draga Dustpan)

Figura.- Obras de construccin y proteccin de cimientos


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7.4.5 CREACION DE TERRENOS (LAND RECLAMATION).

Los mayores proyectos de dragado en volumen de material removido son aquellos en

los que se gana terreno al mar. Se pueden mover cientos de millones de m3 para creartierra firme donde antes haba mar: Islas artificiales, aeropuertos, ampliaciones depuertos, creacin de suelo urbano, etc.

En estas obras se utilizan grandes equipos que permitan grandes producciones: Dragasde Succin en marcha, dragas Cutter, gnguiles, estaciones de bombeo, etc. Todos estosequipos se deben ver complementados con equipos terrestres de movimiento de tierras yconsolidacin acelerada de rellenos (p.e. drenes mecha, consolidacin dinmica, etc.).

Consolidacin y Drenaje de Rellenos.

Actividad geotcnica muy asociada a los proyectos en los que se gana terreno al mar. Suobjetivo es acelerar la consolidacin del relleno a fin de obtener los asientos en el menortiempo posible, favoreciendo la salida del agua confinada. Diversas tcnicas: Drenesmecha, columnas de grava, etc.

Figura.- Equipos y principio funcionamiento de los Dernes mecha

Figura.- Isla artificial de Amwaj (Bahrain, 2003) Figura.- Islas Obhur Creek (Arabia Saud)


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7.4.6 OTRAS OBRAS .

Proyectos de Irrigacin y Drenaje.

Obras de pequea escala que necesitan equipos de elevada maniobrabilidad. ElCrawlcatanfibio es muy utilizado.

Proyectos Mineros y Extraccin de ridos.

Las tcnicas de separacin del material exigen que este relativamente seco, por lo quepara su extraccin se prefieren medios como la Draga de rosario o de almeja.

Zanjas y trincheras para tuberas submarinas.

Dependiendo de la profundidad se utilizan dragas de inyeccin de agua o Cutter para laremocin del material

Figura.- Obras de Dragado con fines mineros

Figura.- Dragas Anfibias


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El proyecto de dragado est ligado a otras disciplinas de la ingeniera y debeconsiderarse siempre desde el punto de vista de sus efectos sobre el medioambiente.

En general, un proyecto de dragado debe seguir las siguientes fases:

Planeamiento general de la intervencin Diseo preliminar Proyecto constructivo Construccin Mantenimiento

Figura.- Proyecto y control de la ejecucin del Dragado

Figura.- Proyecto y control de la ejecucin del Dragado


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7.5.2 ALGUNOS PROYECTOS.

Cheap Lap Lok (Hong Kong).

En 1990s Hong Kong vivi una granfiebre de creacin de suelo:Aeropuerto de Cheap Lap Kok,ampliacin del puerto con numerosasterminales de contenedores (se estimaque se emplearan 1.000 millones dem3 de relleno) y terreno para eldesarrollo de nuevos asentamientosurbanos.

El aeropuerto fue construido en el marsobre una plataforma creadaartificialmente uniendo dos islas, en laque se usaron 167 millones de m3 de rellenos.

Aeropuerto Kingsford Smith (Sydney).

El aeropuerto de Kingsford Smith en Sidney, Australia, fue construido originalmente en1970s y ampliado sobre el mar con una nueva pista en 1990s

Aeropuerto Kansai (Japn).

Construido sobre una isla artificial a dos millas de la costa de Japn, el KansaiInternational Airport est conectado con tierra firme por un puente de carretera yferrocarril

Figura.- Cheap Lap Lok (Hong Kong)

Figura.- Aeropuerto Kingsford Smith Figura.- Aeropuerto Kansai


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Regeneracin Playas Levante (Espaa).

Un gran numero de playas espaolas sufrieron importantes daos durante el temporal

del invierno de 2001. Durante 2002 se dragaron y bombearon 1,2 millones de m3 dearena en las playas de Ibiza, Mallorca y costa de levante.

Regeneracin de la Playa de El Campello. Se utiliz en 2002 una Draga de Succin enmarcha y descarga por bombeo

Gaseoducto NOFRA.

Las operaciones de dragado en el tendidode tuberas submarinas son frecuentes. Lalnea de gas NOFRA desde Noruega hastaFrancia, pasando por Dinamarca,Alemania y Pases Bajos y tiene 835 Kmde longitud, de los que 575 km reposan enel fondo marino.

Para su construccin se dragaron 1.2millones de m3 para realizar la zanja de 10m de anchura. Tras tender la tubera se

inyectaron bajo ella mas de 20mil m3 deagua/hora para hacerla descender por supropio peso. Posteriormente se cubri congravon un espesor mnimo de 1m.

Figura.- Regeneracin Playas Costa Levante (Espaa)

Figura.- Gasoducto NOFRA


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Los grandes Belts (Dinamarca-Suecia).

La creacin de la red transeuropea de carretera y ferrocarril tuvo uno de sus hitos mas

importantes en 1990s con la construccin del Storebaelt (Great Belt) East Bridge enDinamarca y el resund Fixed Link que conecta Dinamarca y Suecia

El Storebaelt combina un puente de conectael oeste del pas hasta la isla de Sprog conun tnel y otro puente que conecta la islacon Zealand. El Fast Bridge tiene unalongitud de 6.8 Km, siendo el mayor puentecolgante nunca construido. Se realizarongrandes operaciones de dragado, limpieza ycolocacin de rocas de proteccin para la

subestructura de los pilonos.

La resund Fixed Link, de 16 Km conectaCopenhague con Malm (Suecia). Cerca de7 millones de m3 de material fuerondragados y millones de toneladas de rocas ymaterial de relleno fueron removidas para lacreacin de las islas artificiales que conectan los tneles y puentes.

Ambos proyectos se realizaron con unas altas restricciones medio ambientales ydifciles condiciones marinas

Figura.- Puente de resund

Figura.- Tnel de resund


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7.5.3 THE PALM (DUBAI).

El proyecto de las Palm Islands en el Emirato de Dubai (Emiratos rabes Unidos)

consiste en la creacin de tres grandes islas artificiales (las mas grandes del mundo) conforma de hojas de palma. Su uso final es turstico (promocin de viviendas y hoteles).

Tienen un dimetro de 5 km y estn protegidas por diques de abrigo de unos 11 Km delongitud. La longitud total de costa creada alcanza los 120 Km.

Dado su tamao son visibles desde el espacio.

Los diques de abrigo se realizaron con escollera y las hojas de la palma con arena.

Figura.- Simulacin Jumeirah palmFigura.- Vista Area complejo The Palm

Figura.- Dique de abrigo y hojas de palma en proceso de ejecucin


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Parte del trabajo de obtencin y vertido de rellenos se realiz con Dragas de succin enmarcha (THSD), de succin con cabezal cortador (Dragas Cutter) y gnguiles dedescarga lateral de roca (SSDV)

Durante el proyecto se utilizaron 7 millones de m3 de roca por isla y 100 mill de m3 dearena y roca en total.

Figura.- Imgenes areas de la secuencia de construccin


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Figura.- Imagen area de una de las Islas ya finalizada

Figura.- Imagen de la construccin de casas en las hojas de palma


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7.5.4 THE WORLD (DUBAI).

El proyecto World Archipelago (2003-2007) consiste en la creacin de una serie de

islas artificiales con la forma de los continentes con fines tursticos. Esta situado acuatro Km de las costas de Dubai.

Durante su ejecucin se construirn varios tipos de diques de abrigo, con una longitudtotal de 25 Km (los mas grandes nunca construidos) incorporando alrededor de 30millones de Ton de roca.

Se ejecutarn 300 islas artificiales dentro del permetro de abrigo, incorporando cerca de300 millones de m3 de arena y dos marinas.

Figura.- Detalle Islas artificiales proyecto The World

Figura.- Vista general proyecto The World (Dubai, 2003-2007)


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7.6 REFERENCIAS.

7.6.1. CONTRATISTAS DE DRAGADO.

A continuacin se muestran algunos enlaces de los mayores contratistas internacionalesde Dragado y astilleros. En ellos se puede encontrar abundante informacin sobrecaractersticas de las Dragas y otros equipos descritos en este libro.

Van Oord

Royal Boskalis Westminster

http://www.vanoord.com

http://www.boskalis.com

Jan de Nul Group http://www.jandenul.com

Hyundai Construction http://www.hec.co.kr

Grupo ACS-Dragados http://www.dragados.com

Dredging International NV http://www.dredging.com

N.V Baggerwerken Decloedt http://www.decloedt.be

Gulf Cobla LLC http://www.gulfcobla.com

Penta-Ocean Construction http://www.penta-ocean.co.jp

Toa Corporation http://www.toa-const.co.jp


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7.6.2. BIBLIOGRAFIA Y ENLACES

Sanz Bermejo, Csar.Manual de equipos de dragado. Ed. CLJ, 2001Abrhams, J.L.Underwater Drilling and Blasting rock dredging. PICE, 1974Greve, H.A. Selection of dredging equipment. Mining Course, 1999.Janini, L. Construccin de obras de abrigo en puertos. Revista de Obras Pblicas ,1979.OSPAR Comisin. OSPAR Guidelines for the management of dredged material,(Reference Number: 1998-20). Ministerial Meeting of the OSPAR Comisin, SINTRA:22 - 23 JULY 1998Moral y Berenguer, J.M. Curso de Ingeniera de puertos y costas. MOPU, 1980Centro de Estudios y Experimentacin de Obras Pblicas (CEDEX).Recomendaciones para la gestin del material dragado en puertos espaoles. Puertos

del Estado. Ministerio de Obras Pblicas, Transportes y Medio Ambiente, 1994.

Enlaces:

Ports and Dredging magazine http://www.portsdredging.com Central Dredging Association http://www.dredging.org/ Intl Association of Dredging Companies http://www.iadc-dredging.com Fabricante Equipos: Ellicot USA http://www.dredge.com Fabricante Equipos: IHC http://www.ihcholland.com Western Dredging Association http://www.woda.org/ Dredgeline http://www.dredgeline.net/ IDR Dredging magazine http://www.dredgemag.com/ Marine Sand and Gravel information http://www.sandandgravel.com/ Bert Vissers Directory of Dredges http://www.dredgers.nl/ Dredging Equipment http://www.dscdredge.com

equipos de dragado

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