TEMA2:CONCEPTOSBÁSICOSDELOLEAJE
MásterUniversitarioenIngenieríadeCaminos,CanalesyPuertos
PlanificaciónyDiseñodeInfraestructurasPortuarias
Curso2020‐21
JuanJoséAguilarPacheco
IngenierodeCaminos,CanalesyPuertos
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Tema 2.3 - Conceptos Básicos del Oleaje, Apuntes de Puertos y Costas
Propagación del Oleaje desde aguas profundas a pie de dique
Tipo: Apuntes
2020/2021
1 / 98
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TEMA
CONCEPTOS
BÁSICOS
DEL
OLEAJE
Máster
Universitario
en^ Ingeniería
de^ Caminos,
Canales
y^ Puertos
Planificación
y^ Diseño
de^ Infraestructuras
Portuarias Curso^2020
‐^21
Juan^ José
Aguilar
Pacheco
Ingeniero
de^ Caminos,
Canales
y^ Puertos
TEMA
2.3:
PROPAGACIÓN
DEL
OLEAJE
ÍNDICE: •^ Propagación
del
oleaje
-^ Fenómenos
costeros
-^ Refracción •^ Asomeramiento (shoaling) •^ Difracción •^ Reflexión •^ Rotura TEMA
2.3:
PROPAGACIÓN
DEL
OLEAJE
ÍNDICE: •^ Propagación
del
oleaje
-^ Fenómenos
costeros
-^ Refracción •^ Asomeramiento (shoaling) •^ Difracción •^ Reflexión •^ Rotura
Máster
Universitario
en^ Ingeniería
de^ Caminos,
Canales
y^ Puertos
Planificación
y^ Diseño
de^ Infraestructuras
Portuarias
Tema^
2:^ Conceptos
Básicos
Máster
Universitario
en^ Ingeniería
de^ Caminos,
Canales
y^ Puertos
Planificación
y^ Diseño
de^ Infraestructuras
Portuarias
Tema^
2:^ Conceptos
Básicos
DEL
OLEAJE
FENÓMENOS
COSTEROS
Máster
Universitario
en^ Ingeniería
de^ Caminos,
Canales
y^ Puertos
Planificación
y^ Diseño
de^ Infraestructuras
Portuarias
Tema^
2:^ Conceptos
Básicos
DEL
OLEAJE
REFRACCIÓN
Máster
Universitario
en^ Ingeniería
de^ Caminos,
Canales
y^ Puertos
Planificación
y^ Diseño
de^ Infraestructuras
Portuarias
Tema^
2:^ Conceptos
Básicos
DEL
OLEAJE
‐^ REFRACCIÓN Es la transformación sufrida por la ola, por lavariación de la celeridad de la onda, entre losdistintos puntos de un frente que se aproxima ala^ costa
formando
un^ ángulo
α^ entre
las
batimétricas y el frente.^ En general, estos frentes tienden a alinearsecon las batimétricas
cuando están ya muy
cercanos a la costa. Por eso es frecuente vercómo el oleaje llega cercano a la costa condirecciones muy parecidas, paralelas a la costa,independientemente
de^
la^ dirección
del
mismo el aguas profundas.
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y^ Diseño
de^ Infraestructuras
Portuarias
Tema^
2:^ Conceptos
Básicos
PROPAGACIÓN
DEL
OLEAJE
‐^ REFRACCIÓN
Las condiciones para que exista Refracción: •^ El frente de onda forme un ángulo con la batimétricas. •^ Lo mismo, si las batimetrías son rectas y paralelas. •^ NO EXISTE REFRACCIÓN cuando los frentes de onda son paralelos a las batimétricas (shoaling puro) •^ Tampoco si el fondo es horizontal.
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Planificación
y^ Diseño
de^ Infraestructuras
Portuarias
Tema^
2:^ Conceptos
Básicos
DEL
OLEAJE
‐^ REFRACCIÓN
Métodos
gráficos
batimetría
recta
y^ paralela
( Shore
Protection Manual
)
Profundidad
adimensional
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y^ Puertos
Planificación
y^ Diseño
de^ Infraestructuras
Portuarias
Tema^
2:^ Conceptos
Básicos
DEL
OLEAJE
‐^ REFRACCIÓN
Planos
de^ Oleaje
de^ Iribarren
(Revista
de^ obras
públicas,
Uso muy extendido en España con resultadosmuy aceptables del coeficiente de refracción Kr.
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y^ Diseño
de^ Infraestructuras
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Tema^
2:^ Conceptos
Básicos
DEL
OLEAJE
‐^ REFRACCIÓN
Métodos
analíticos
(métodos
de^ las
normales)
Planteando la
conservación del flujo de energía
en dos secciones (1 y 2) de un tubo de
corriente, resulta:
ൌ ܪ^
ܥܾ ܥ
ܾ ܪ
ܭ ൌ
ܭ ௦ ோ
ܪ
ܧൌ ܧ ܥ^
ൌ ܧܿ
1 2
݄݇2 sinhሺ2݄݇ሻ
ൌ ܧܿ
ሺ1 ܩሻܾ 2
ܾൌ^ ଵ
ଵ,ଶ
ܧ∆ൎ 0ଵ,ଶ^
La variación de energía entre las secciones1 y 2 puede estar debida a las pérdidas porfricción
con^
el^ fondo,
a^ la^
energía
de
disipación asociada a la rotura o bien alaporte de energía del viento. Dado que elmecanismo físico
de^ la
propagación
de
ondas^
es^ extremadamente
eficiente,
en
una^
primera
aproximación
podemos
despreciar dichas pérdidas.
ܾܾଵ്^
ܾଶ
ଶ^ ܾൌଵ
ܥ ଶ^
݄ ܪ →ଶ
ܭܾൌோ^
ܾ
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2:^ Conceptos
Básicos
DEL
OLEAJE
‐^ REFRACCIÓN
Es la transformación sufrida por la ola, por la variación de la celeridad de la onda, entre los distintos puntos de unfrente que se aproxima a la costa formando un ángulo
α^ entre las batimétricas y el frente.
En el caso de batimétricas rectilíneas y paralelas a la costa el coeficiente de refracción puede determinarsemediante la expresión de
Snell:
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y^ Diseño
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Portuarias
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2:^ Conceptos
Básicos
PROPAGACIÓN
DEL
OLEAJE
‐^ REFRACCIÓN
EJEMPLO: Para una ola de 1 m de altura y 15 s de periodo a una profundidad de 500 m y un ángulo inicial del frente de 45º.Averiguar, la altura de ola a una profundidad de 10 m^ La longitud de onda en aguas profundas es:y como 500 m es mayor que L
/2, nos encontramos en aguas profundas. La longitud de onda a 10 m lao
podemos estimar con la expresión:Esta ecuación se resuelve por métodos iterativos, o mediante la utilización de un ábaco:
ௗൌ^ ^
ଵൌ^ ଷହଵ^
0,
Interpolando se obtiene
L=144 m
C^ =1,56o
∙T=^ 23,4 m/s A 10 m, C
=L1/T= 144/15 = 1
9,60 m/s
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de^ Caminos,
Canales
y^ Puertos
Planificación
y^ Diseño
de^ Infraestructuras
Portuarias
Tema^
2:^ Conceptos
Básicos
DEL
OLEAJE
‐^ REFRACCIÓN
ܭൎ 0,86ோ^ ߠൎ 17º
45º
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y^ Diseño
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2:^ Conceptos
Básicos
DEL
OLEAJE
- REFRACCIÓN
Modelos
Matemáticos
y^ Físicos
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Básicos
DEL
OLEAJE
- REFRACCIÓN
Modelos
Matemáticos
y^ Físicos