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DESEMPEÑO Y REHABILITACIÓN SÍSMICA DEL PUERTO DE MANTA

DESPUÉS DEL TERREMOTO DEL ECUADOR 2016

Pedro Rojas, Ph.D.,1 Eduardo Miranda, Ph.D.,2 José Barros M.Sc.3, Dioselina Rosero4,

Wilmer Márquez4, Leandro García4

1 ESPOL Universidad Politécnica, Escuela Superior Politécnica del Litoral, ESPOL,

Facultad de Ingeniería en Ciencias de la Tierra, Campus Gustavo Galindo km 30.5 Vía

Perimetral, P.O. Box 09-01-5863 Guayaquil, Ecuador, e-mail: per2@live.com 2 Stanford University, Department of Civil and Environmental Engineering, Stanford,

United States, e-mail: emiranda@stanford.edu 3 Universidad Católica de Santiago de Guayaquil, Facultad de Ingeniería, Av. Pdte.

Carlos Julio Arosemena Tola km. 1 ½, Guayaquil, Ecuador, e-mail:

jose.barros@cu.ucsg.edu.ec 4 Consultora Jorge Tola y Asociados CONSULTOLA Cía. Ltda. Departamento de

Ingeniería,

Av. del Ejército 303 y Alejo Lascano, Guayaquil, Ecuador, e-mail: info@consultola-

ec.com

ABSTRACTO

El terremoto de Ecuador Mw 7.8 2016 causó daños importantes en la provincia de Manabí,

donde se encuentra el puerto de Manta. El puerto tiene varias instalaciones que incluyen

un rompeolas de roca, dos muelles internacionales, 17 pequeños muelles de pescadores

marginales, edificios, varios patios de almacenamiento y carreteras. La mayor parte de su

infraestructura experimentó diferentes niveles de daño. Después del terremoto, la

infraestructura del puerto pasó por un proceso sistemático que incluyó inspecciones y

evaluaciones posteriores al terremoto, el diseño de rehabilitación de la infraestructura

existente y el diseño de nuevas instalaciones. La licuefacción y la propagación lateral del

suelo se determinaron como las principales causas del daño del puerto. Este documento

presenta los estudios realizados para rehabilitar sísmicamente las instalaciones del Puerto

de Manta. Primero, el daño sísmico se reporta en cada estructura. Luego, el artículo

describe el campo y los estudios analíticos realizados para determinar la causa de los

daños. Finalmente, el documento incluye una descripción de las estrategias de

rehabilitación sísmica propuestas para las instalaciones principales.

INTRODUCCIÓN

El 16 de abril de 2016, un terremoto de Mw 7.8 golpeó la costa oeste de Ecuador y causó

daños importantes en la provincia de Manabí. El epicentro se ubicó cerca de la ciudad de

Pedernales. El foco del terremoto se ubicó a una profundidad de aproximadamente 20

km. El terremoto causó 670 muertes y las pérdidas económicas se estimaron en US $

3300 millones, según el gobierno ecuatoriano. Una gran parte del Puerto de Manta fue

severamente dañada por el terremoto. La ciudad de Manta se encuentra a unos 171 km

del epicentro y experimentó una aceleración máxima en el terreno de 0.52 g durante el

movimiento sísmico del suelo según (Singaucho et al. 2016). Este documento describe

las exploraciones de campo y los estudios realizados para determinar la causa de los daños

y para rehabilitar sísmicamente la infraestructura existente.

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DESCRIPCION GENERAL Y ESTRUCTURAL DEL PUERTO DE MANTA.

El puerto de Manta fue diseñado en la década de 1950 por la compañía estadounidense

Rader & Associates (Delgado, 2015). Comenzó sus operaciones en la década de 1960.

El Puerto de Manta es uno de los cinco puertos principales de Ecuador. Acomoda

principalmente siete tipos de carga: pasajeros, contenedores, vehículos, graneles

líquidos y sólidos, productos de pesca y papel (Osorio, 2013).

El puerto tiene varias instalaciones que incluyen un rompeolas de roca, dos muelles

internacionales, diecisiete pequeños muelles marginales de pesca, dos edificios, varios

patios de almacenamiento y dos caminos interiores. Tiene una extensión de 154700 m2

(Delgado 2015). La Figura 1 muestra el mapa ecuatoriano con la ubicación del puerto y

una vista general de las instalaciones del puerto.

(a) Disposición general (b) Muelles internacionales #1 & #2

Figura 1. Vista en planta del Puerto de Manta (Adaptado de APM 2015)

Muelles internacionales y muelles marginales

El Puerto de Manta tiene dos muelles ubicados al norte del puerto llamado International

Pier 1 y 2 (ver Figuras 1 (a) y 1 (b)). Ambos muelles se utilizan principalmente para

buques portacontenedores, graneleros, cruceros y automóviles. Los dos muelles tienen

las mismas dimensiones; Midiendo ambos 200 por 45 metros. Cada muelle incluye un

muelle de acceso y dos amarres. Las literas 1 y 4 tienen calados de 10 m, mientras que

las literas 2 y 3 tienen calados de 12 m. Los muelles se construyeron en los años 60 y,

según los ingenieros de operaciones, se diseñaron para una carga uniforme de 1,5 t / m2.

Cada muelle de cubierta se apoya en 820 pilotes de concreto reforzado con una longitud

de 26 m. En la dirección longitudinal, las pilas están separadas 5 m entre los centros,

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mientras que en la dirección transversal, las pilas están separadas 2,70 m, como se ve en

la Figura 2. En la dirección transversal, las pilas forman marcos con vigas de hormigón

reforzado, como se muestra en la Figura 3 (una). 88 de las pilas totales son pilas aplastadas

con la inclinación mostrada en la Figura 3 (a). Las pilas aplastadas y verticales tienen una

sección cuadrada de 450 mm, como se ve en la Figura 3 (b).

La cubierta original de la estructura tenía una losa de canal de concreto reforzado

prefabricado de 500 mm que incluía una cubierta de recubrimiento de 180 mm. Sobre la

parte superior del canal, hay un tope portátil de 250 mm. La profundidad total de la

plataforma es de 850 mm debido a que los EPS (paneles de poliestireno expandido) se

colocaron entre la losa del canal de concreto y la cubierta ponible (consulte la Figura 3

(a)). Estas unidades prefabricadas tienen una longitud de 4700 mm y se apoyan en vigas

de tapa en forma de T que tienen una profundidad de 1100 mm y una anchura del vástago

de 850 mm. Los materiales utilizados durante la construcción original fueron 21 MPa

para la resistencia a la compresión del hormigón y 420 MPa para el acero de refuerzo

longitudinal.

Figura 2. Muelles Int. 1 & 2. Vista en planta de los marcos de hormigón armado.

(Consultola 2016).

(a) Sección transversal del mazo de muelles internacionales (b) Sección transversal de

pilotes

Figura 3. Sección transversal de los muelles internacionales (Adaptado de APM

2015)

En 2014 se llevó a cabo un proceso de fortalecimiento considerando una carga uniforme

1.0

1.0

1.0

RC Frame Battered Pile Edge Beam Vertical Pile

m

m 2.25 m

J Pier

m 2.25 m

2.25 m

5.0 m

40@5m = 200 m

11

@2

.7m

45 m

4 de 15

de 4 t/m2. El fortalecimiento consistió principalmente en los siguientes trabajos: 1)

Encerrar la parte superior de algunas pilas, especialmente las ubicadas en el perímetro de

ambos muelles, 2) agregar algunas pilas nuevas para reemplazar algunas de las pilas

dañadas, y (3) lanzar una Nueva losa de 12 pulgadas, en la parte superior de la plataforma

existente, que incluía paneles de poliestireno expandido de 100 mm.

Los muelles marginales se utilizan principalmente para descargar la pesca en alta mar y

la pesca artesanal y consisten en un muelle de 620 metros de largo compuesto por 17

segmentos con una longitud promedio de 36,4 m, aproximadamente. El ancho del muelle

es de 11,8 metros. El calado existente fluctuó de 3 a 6 metros en el agua media baja

(MLLW). Los 17 segmentos se construyeron en 5 fases entre las décadas de 1960 y 2000

sin modificar el sistema estructural conceptual (ver Figura 4).

El sistema estructural de un segmento típico de muelle está compuesto por una losa de

hormigón de 300 mm sostenida por vigas de hormigón reforzado prefabricadas en forma

de "I" con una separación de centro a centro de

1,7 metros. Las dimensiones de la viga prefabricada son 400 mm (ancho) y 750 mm

(profundidad). La subestructura está compuesta por dos filas de pilotes de concreto

cuadrados de 16 metros de largo con una sección transversal de 300 mm. La fila delantera

(orilla del agua) tiene pilotes estropeados (con inclinación opuesta cada 2,30 m) y la fila

trasera (lado terrestre) tiene pilas verticales. Cada fila de pilotes está conectada

monolíticamente a una viga longitudinal de 700 mm de profundidad.

(a) Disposición general (b) Elevación típica

Figura 4. Muelle de pesca marginal (Adapted from APM 2015)

Edificio de operaciones

El edificio de operaciones se construyó en la década de 1960 en un lado del terraplén

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ubicado entre los muelles internacionales 1 y 2 (ver Figura 1 (b)). Las dimensiones en

planta del edificio de concreto reforzado de tres pisos son de 21.8 m por 13.3 m (consulte

la Figura 5 (a)) y tiene una altura total de 11.50 m. El sistema estructural consiste en

columnas que soportan una losa plana tipo waffle, sin vigas (consulte la Figura 5 (b)), y

se apoya en 18 pilotes RC de 16 metros de largo (una pila para cada columna). En la

dirección transversal, las pilas tienen diferentes longitudes libres, como se puede ver en

la Figura 5 (b). La pila tiene una sección transversal cuadrada de 450 mm.

Figura 5. Edificio de elevación de operaciones. (Consultola 2016).

Rompeolas de roca y caminos internos

El rompeolas de roca es uno de los elementos más importantes del Puerto de Manta, ya

que reduce la intensidad de la acción de las olas y, por lo tanto, proporciona un refugio

seguro para los barcos. La longitud del rompeolas, paralela a los muelles internacionales,

es de 300 metros aproximadamente (ver Figura 6 (a)). La Figura 6 (b) muestra la sección

transversal del rompeolas. La pendiente del rompeolas antes del evento sísmico fue de

1.5H: 1V en promedio. Tiene una altura total de 16 m y se compone de 2 metros de grosor

de riprap aproximadamente, relleno de arena grava, arena suave y densa.

Figura 6. Vista aérea y corte transversal del rompeolas Rockfill (Consultola 2016)

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El puerto de Manta tiene dos vías internas paralelas principales (consulte la Figura 1 (a)

y 4 (a)). El camino para acceder a los muelles internacionales tiene un ancho de 7,7 m y

su longitud es de 1250 m, aproximadamente. El camino para acceder a los muelles

marginales tiene un ancho de 6,2 m, y su longitud es de 825 m.

DAÑO OBSERVADO

Programa de Exploración de Campo

Se ejecutó un programa de exploración de campo para determinar los diferentes tipos de

daños e investigar las causas de los daños e incluyó las siguientes actividades:

Levantamiento topográfico y batimétrico.

Investigación geotécnica que incluyó 9 Prueba de penetración estándar (SPT), 3

Prueba de penetración de cono (CPTu) con medición de presión de agua de poro

excesivo, 9 pruebas de velocidad de onda de corte (Vs) y 6 sondas de prueba de

penetración dinámica china (DPT).

Inspección de daños después de un terremoto de elementos estructurales como

pilotes, vigas y losas. La inspección de los muelles y muelles marginales montados

debajo del nivel del agua se realizó con buzos profesionales con la ayuda de una

cámara de video.

Pruebas de resistencia a la compresión y profundidad de carbonatación en núcleos

de concreto de elementos seleccionados.

Pruebas de potencial de corrosión del acero de refuerzo sin recubrimiento en

elementos de concreto seleccionados.

Caracterización geotécnica del sitio

La geometría global del terraplén correspondiente a los muelles marginales tenía un ancho

superior de 37 metros y una altura máxima de 14 metros, aproximadamente. Las

pendientes laterales fluctuaron de 1.25H: 1.0V a 1.5H: 1.0V (López et al. 2018). Sobre la

parte superior del terraplén, hay dos caminos internos que conectan la entrada principal

con los muelles marginales de pesca y los dos muelles internacionales como se ve en la

Figura 1 (a) y 4 (a). Según López et al. 2018, la caracterización geotécnica del terraplén

consiste en materiales de arena y grava. Un estrato de mezclas de grava-arena-limo y

grava mal graduada, mezclas de grava-arena con baja resistencia al corte fue localizado

entre 3 y 11 metros de profundidad. Debajo del estrato de grava, se identificó una capa

de arena de densidad media a muy densa hasta el final de las perforaciones.

Daños observados en estructuras geotécnicas

El rompeolas presentó diferentes tipos de daños, como asentamientos pequeños, grietas e

inestabilidades locales de la pendiente de desgarramiento en el lado interno debido a la

licuefacción de arenas sueltas debajo del fondo del mar (Consultola 2016) como se ve en

las Figuras 6 (a) (línea amarilla). ) 7 (a) a 7 (d). La profundidad del estrato de esta arena

suelta es de alrededor de 2,20 metros, como se ve en la Figura 8, donde se observa la

superficie de falla posterior al terremoto. Los desplazamientos laterales oscilaron entre

200 y 600 mm y una deformación vertical de hasta 500 mm en el borde de la corona según

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las mediciones de la técnica de campo / fotogramétrica a lo largo del área de refugio del

rompeolas.

(a) Sector de inestabilidad local de la

pendiente de ripip.

(b) Grietas cerca del faro del rompeolas

(c) Agrietamiento en el punto de inicio. (d) Grietas en camino de acceso al faro.

Figura 7. Daño observado en el rompeolas (Consultola 2016)

La Figura 8 muestra también la superficie posterior a la falla identificada por la ejecución

y el análisis proporcionado por la topografía y batimetría de Consultola 2016 y la

superficie previa a la falla tomada por INECO-PROES (2013). También se observaron

varias grietas longitudinales en el pavimento flexible de los caminos internos. El tamaño

máximo de las grietas fue de aproximadamente 200 mm.

Figura 8. Caracterización geotécnica del rompeolas. (Consultola 2016)

Inestabilidad local de

la pendiente de riprap

Deformación menor

de la pendiente de

riprap.

Al faro

Pérdida total de piedras

rompeolas

Pérdida total de piedras

rompeolas

Inestabilidad local de

la pendiente de riprap

Deformación leve

Pérdida total de piedras

rompeolas

Grietas grandes

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Daños observados en pilotes y estructuras

El asentamiento y la expansión lateral del suelo inducida por licuefacción se observaron

a lo largo del terraplén, lo que provocó daños estructurales en los muelles internacionales,

los muelles marginales y el edificio de operaciones (ver Figuras 9 y 10). El

desplazamiento vertical máximo del terraplén adyacente a los muelles internacionales fue

de aproximadamente 800 mm (consulte la Figura 9 (a)). Los marcos de hormigón

correspondientes a los ejes 1 a 5 de los muelles internacionales fueron los elementos

estructurales más dañados (ver Figuras 9 (c) y (d)). Además, hubo varios elementos de

hormigón armado de los muelles internacionales con signos avanzados de corrosión,

incluido el desprendimiento de la cubierta.

(a) Terraplén

dañado severamente

en el camino de

acceso al muelle

internacional # 1

(b) Terraplén

dañado

severamente en el

camino de acceso al

muelle

internacional # 2

(c) Agrietamiento

transversal en la

pila de concreto

del Muelle

Internacional # 1

(d) Fractura de

pilotes de concreto

en el muelle

internacional n. ° 2

Figura 9. Daños observados en los muelles internacionales.

El asentamiento vertical máximo de la carretera adyacente a los muelles marginales,

medido en el borde del segmento de muelle 3A, fue de aproximadamente 450 mm. Los

segmentos del muelle 5A-5D (ver Figura 10 (a)) fueron las estructuras más dañadas. Las

Figuras 10 (b) y 10 (c) muestran el agrietamiento de pilotes en los segmentos 1A y 2C

del muelle, respectivamente. Se observaron grietas severas y fracturas de varias pilas en

la zona de conexión de la unión de la tapa de la pila, particularmente en las pilas

aplastadas como se muestra en la Figura 10 (d). Además, se observó que el tamaño de las

juntas de expansión entre varios segmentos del muelle aumentó de 50 mm a 85 mm,

aproximadamente. El desplazamiento permanente entre segmentos de muelles adyacentes

en la dirección transversal se midió aproximadamente 65 mm. Cinco secciones de los

muelles marginales que tenían daños estructurales mayores fueron demolidos como una

medida emergente para evitar que colapsen debido a las múltiples réplicas que siguieron

después del terremoto. Así, la capacidad de atraque de los muelles marginales de pesca

se redujo significativamente.

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(a) Desplazamiento

vertical del terraplén

en los segmentos de

muelle 5C y 5D

(b) Agrietamiento

menor en la pila

vertical en el

segmento 1A del

muelle

(c) Agrietamiento

severo de pila

aplastada en el

segmento 2C del

muelle

(d) Fractura de pila

maltratada en el

segmento de muelle

5D

Figura 10. Daños observados en los muelles marginales.

El edificio de Operaciones experimentó un desplazamiento lateral de 450 mm hacia la

cuenca (Consultola 2016) en la planta baja. El daño se concentró principalmente en las

pilas de cimentación. Además, la superestructura experimentó algunas grietas en las

paredes de partición y un colapso parcial o total de otros componentes no estructurales.

El apuntalamiento provisional se adoptó como medida preventiva contra la posibilidad

de colapso debido a las réplicas.

REHABILITACIÓN SÍSMICA DE LAS INSTALACIONES

Definición de Clasificación de Diseño y Requisitos de Desempeño Sísmico

El análisis estructural y el diseño para la rehabilitación de las instalaciones portuarias se

realizaron siguiendo las recomendaciones de las normas ASCE / COPRI 61-14 (ASCE

2014) y NEC-SE-DS-Peligro Sísmico (MIDUVI 2015). La clasificación de diseño (según

ASCE 2014) requerida para los muelles internacionales se definió como "moderada",

porque son de importancia secundaria para la economía del país y no son esenciales para

la recuperación posterior al terremoto. Por otro lado, la clasificación de diseño requerida

para los nuevos muelles de pesca (que reemplazaron los muelles marginales existentes

dañados como se explicará más adelante) se consideró "alta" debido a que la pesca es la

principal actividad económica de Manta y teniendo en cuenta que, para la recuperación

posterior al evento, es esencial contar con muelles funcionales.

Muelles internacionales

Se consideraron dos alternativas para la recuperación de los muelles internacionales. La

primera alternativa consideró la reparación de la estructura para restaurar las condiciones

existentes antes del terremoto. Sin embargo, esta alternativa se descartó, ya que en el caso

de que el terremoto de diseño para la ciudad de Manta se produzca en el futuro, se volverá

a producir el mismo tipo de falla. La segunda alternativa (seleccionada) consideró la

rehabilitación de los muelles internacionales que implementan las siguientes acciones

correctivas (ver Figura 11):

1. Reconstruir el eje 1 con nuevas pilas cuadradas de hormigón reforzado de 600 mm.

Esto fue necesario, porque varias pilas en este eje tenían daños muy severos. Para esta

reconstrucción, fue necesario demoler la primera sección del muelle (entre los ejes 1

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y 2). Esta primera sección fue reconstruida más tarde.

2. Para reemplazar el acceso al muelle con un nuevo puente de conexión con

dimensiones planas de 12,40 m de ancho por 24 m de largo. La superestructura del

puente tiene una losa de plataforma de 220 mm soportada en 7 vigas pretensadas.

3. Para construir una estructura de "cajones" de doble celda con dimensiones planas de

12,40 m de ancho por 7,20 m de largo. La altura del cajón es de 3,60 my la celda

izquierda está llena de grava.

(a) Vista en planta (b) Elevación típica

Figura 11. Estrategias de rehabilitación para los muelles internacionales 1 y 2

(Consultola 2016).

4. Bajar el perfil de la pendiente anterior al terremoto para aumentar la longitud libre de

las pilas a al menos 5,50 m. Por lo tanto, las pilas ya no tendrían un efecto de columna

corta.

5. Para reparar las pilas que presentaban daños severos, moderados y menores.

Muelle de pesca marginal

Como se indicó anteriormente, dado que la capacidad de atraque de los muelles

marginales de pesca se redujo significativamente, las autoridades portuarias establecieron

que uno de los criterios más importantes era recuperar la capacidad de atraque para

satisfacer la demanda de pesca del puerto. Por lo tanto, se estudiaron tres alternativas. La

primera alternativa consideraba la posibilidad de reparar los muelles marginales que

presentaban daños localizados y "rescatar" a los muelles marginales más afectados. El

rescate de los muelles marginales más afectados, aunque sea posible, es extremadamente

complicado y costoso, por lo que se descartó esta alternativa. La segunda alternativa

contemplaba la construcción de nuevos muelles marginales paralelos a los existentes.

Esta alternativa también se descartó porque en el caso del terremoto de diseño para el

puerto, la pendiente existente fallaría nuevamente debido a la licuefacción y la expansión

lateral de la masa del suelo que eventualmente dañaría las pilas de los nuevos muelles

marginales.

La tercera alternativa (seleccionada) considerada fue la construcción de dos nuevos

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muelles de pesca como se ve en la Figura 12. En el lado de tierra, los nuevos muelles de

pesca han diseñado puentes de conexión correctamente diseñados. En el caso del

terremoto de diseño, el desplazamiento lateral de la masa del suelo no afectará las pilas

de los nuevos muelles de pesca, ya que estarían lejos de la pendiente existente. Los nuevos

muelles de pesca fueron diseñados con dimensiones planas de 225 x 30 metros dispuestos

en dos secciones (separadas por una junta sísmica de 400 mm). El puente de conexión

tiene 17.0 m de ancho por 30 m de largo y consiste en una losa de plataforma de 220 mm

soportada en 10 vigas pretensadas. Para la construcción del nuevo puente, será necesario

demoler parcialmente el sector de los muelles existentes y parte de la carretera interna.

Los calados para los muelles de pesca 1 y 2 son 9.0 y 7.0 m, respectivamente. Una de las

ventajas de la alternativa seleccionada es que los dos muelles de pesca propuestos tendrán

cuatro amarres con una capacidad total de atraque de 900 m, es decir, un 45% más de

capacidad que antes del terremoto de 2016.

Figura 12. Propuesta de nuevo muelle pesquero (Consultola 2016).

Método de diseño (lineal y no lineal) para los muelles de pesca internacionales y

nuevos.

ASCE / COPRI 61-14 describe dos métodos para el análisis y el diseño: el método basado

en la fuerza y el método basado en el desplazamiento. Como ambos muelles (pesca

internacional y nueva) se definieron de manera diferente al requisito de rendimiento

"bajo", el diseño basado en el desplazamiento es obligatorio.

El "método de estructura de sustitución" (SSM) se utilizó para la rehabilitación sísmica y

el diseño estructural de los muelles internacionales y los nuevos muelles de pesca,

respectivamente. El SSM requiere los resultados de un análisis estático no lineal (curva

de empuje) y una calibración iterativa de la rigidez secante de la "estructura sustituta"

(consulte la Figura 13 (a)). En este caso particular, se usó un modelo lineal elástico de

cada muelle, ambos integrados en SAP2000 (CSI 2014), con una respuesta modal

Análisis del espectro, como estructura sustitutiva. Los modelos incluían la cubierta y las

pilas con una profundidad equivalente a la fijación; y la rigidez de las pilas se modificó

hasta la convergencia con el empuje. Para el conservadurismo, la amortiguación efectiva

se consideró constante e igual al 5%. Para el análisis estático no lineal, se construyó un

modelo matemático utilizando el software OpenSees (McKenna et al. 2000), como se

representa en la Figura 13 (b). Algunos de los supuestos de modelado se resumen a

continuación:

La rigidez del suelo (condiciones de contorno) se modeló utilizando un modelo

tipo Winkler con las relaciones constitutivas "py", "tz" y "Qz" propuestas por

Matlock (1970) y API (1993), que se implementan en OpenSees y representan La

rigidez lateral, la resistencia de la piel y la resistencia de los puntos de apoyo,

respectivamente. Fueron asignados como elementos de longitud cero.

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Las pilas se modelaron con elementos de fibra basados en el desplazamiento para

la zona en el suelo de las pilas. La técnica de regularización propuesta por

Coleman y Spacone (2001) se utilizó para evitar problemas de localización (es

decir, la concentración de curvatura inelástica debido a la discretización; para

obtener más información, consulte Coleman y Spacone, 2001). Se utilizó un

elemento de fibra viga con bisagras para el resto de la pila.

Se empleó un elemento adicional para modelar la penetración de la tensión,

utilizando las ecuaciones de Priestley et al (2007).

Las características de los materiales se adoptaron de los dibujos existentes (ver

APM, 2015) y las pruebas de materiales realizadas durante los estudios de las

estructuras existentes. El comportamiento constitutivo del hormigón (f’c = 35

MPa), hormigón pretensado (f’c = 42 MPa), refuerzo de acero (fy =

420 MPa) y las líneas de pretensado (fpu = 1890 MPa) se definieron siguiendo las

recomendaciones del capítulo 6 de ASCE / COPRI 61-14.

La cubierta fue modelada con elementos elásticos ya que están diseñados con

criterios de capacidad para que se espere un comportamiento elástico.

Figura 13. Análisis estático no lineal.

La Figura 14 muestra la relación entre el corte de la base normalizado y el desplazamiento

de la plataforma en una de las secciones del muelle de pesca. El peso sísmico, W, es de

75,500 kN. La masa considerada para el análisis dinámico incluyó el peso propio

estructural de todo el muelle y el 10% de la carga viva uniforme del diseño como se indica

en ASCE -61-14. El muelle se comporta casi linealmente hasta una cizalla de base de

0.075W en un desplazamiento correspondiente, Δ, de 60 mm. Se alcanza una cizalla de

base de 0.20W cuando el desplazamiento es de 364 mm que corresponde a un movimiento

del suelo con un período de retorno de 475 años. La cizalla máxima de la base del muelle

es de 0.23W cuando el desplazamiento es de 800 mm.

13 de 15

Figura 14. Curva de empuje de los muelles de pesca.

Edificio de operaciones

El estudio concluyó que la mejor alternativa para la rehabilitación estructural de este

edificio era demoler y construir un nuevo edificio que cumpla con los códigos de diseño

actuales resistentes a terremotos. Además, se decidió construir el nuevo edificio 6 m hacia

la carretera para que la mayor parte del nuevo edificio no se encuentre en la pendiente

real (consulte la Figura 15).

Figura 15. Elevación del nuevo edificio de Operaciones. (Tomada de Consultola 2016).

RESUMEN Y CONCLUSIONES

El 16 de abril de 2016, un terremoto de Mw 7.8 golpeó la costa oeste de Ecuador y causó

daños importantes en una gran parte del Puerto de Manta, que se encuentra a unos 171

km del epicentro. Las instalaciones afectadas por el terremoto fueron un rompeolas, dos

muelles internacionales, 17 pequeños muelles de pescadores marginales, un edificio de

operaciones, varios patios de almacenamiento y dos caminos internos. Después del

terremoto, la infraestructura del puerto pasó por un proceso sistemático que incluyó

inspecciones y evaluaciones posteriores al terremoto. La licuefacción y la propagación

lateral del suelo se determinaron como las principales causas del daño del puerto. El daño

consistió principalmente en el asentamiento de caminos, desplazamientos laterales de las

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pendientes de roca y grietas / fracturas de pilotes. La rehabilitación incluyó la

actualización sísmica de los dos muelles internacionales y el diseño de dos nuevos

muelles de pesca y el edificio de operaciones que reemplazará a los muelles marginales

existentes y al edificio de operaciones, severamente dañados, respectivamente.

EXPRESIONES DE GRATITUD

Los autores desean agradecer a los ingenieros Walter Solís, Daniel Ajoy y Jorge Peña del

MTOP por su apoyo durante este trabajo y por permitir que Consultola Cia. Ltda. Para

realizar el estudio descrito en este trabajo. Los autores también desean expresar su

profundo agradecimiento al Ing. Jorge Tola por su inestimable contribución a lo largo del

proyecto. Gratitud especial también se extiende al Ing. Roberto Nivela y el personal de

Consultola para el trabajo relacionado con esta investigación, así como a Carlos

Zambrano, quien preparó algunos de los dibujos presentados en este documento. Gratitud

especial también se extiende a Geoestudios S.A., Consulsua Cia. Ltda. Y Ciport S.A. por

su colaboración y asistencia en el proyecto.

REFERENCIAS

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for Planning, Designing and Construction of fixed Offshore Platforms. API.

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Ecuador.

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