Dique direccional y obras complementariasdel puerto de Barranquilla

Pedro Gutiérrez Visbal*, Layton González-Rubio**,Juan Carlos Burgos***

1. Antecedentes

Como consecuencia de la creciente pre-sentada en el río Magdalena en el año de1971, en el Sector Siape se originó unproceso de erosión marginal que se reflejóen el afloramiento de la Isla 1972 y eldesplazamiento del canal navegable ha-cia el brazo derecho del río, separándoseasí de los principales muelles privadosdel Puerto de Barranquilla.

Este proceso erosivo continuó duran-te la década de los años setenta, generan-do procesos de sedimentación que res-tringían las condiciones de profundidaddel canal navegable, hasta que a princi-pios de la década de los años ochenta seagudizó el problema al punto que no sepudo resolver con el equipo de dragado

•. Ingeniero civil de la Pontificia UniversidadJaveriana. Decano de la División de Ingenierías dela Universidad del Norte y Director del Laboratoriode Ensayos Hidráulicos de Las Flores. Gerente delProyecto Dique dire<:cional y obras complementa·rías en el canal de acceso al Puerto de Barranquilla.>UIngeniero civil. Especialista en Ingeniería Hidráu-lica. Director Técnico de la Gerencia de ProyectoDique direcdonal. Actualmente es profesor en elprograma de Ingeniería Civil y de la Especializaciónen Hidráulica de Ríos y Costas, Universidad delNorte ..•...•.Ingeniero civil. Aspirante al título de Especialistaen Administración de Obras Civiles, EAN - Corpo-ración Universidad Tecnológica de Bolívar. Inge-niero del Departamento Técnico de la Gerencia delProyecto Dique direccional.

disponible, ocasionando serias restriccio-nes para el acceso de embarcaciones degran calado al Terminal Público del Puer-to de Barranquilla.

El Ministerio de Obras Públicas yTransporte encargó a partir de 1986 a laUniversidad del Norte el manejo técnicoy administrativo del Laboratorio de Ensa-yos Hidráulicos de las Flores, con el pro-pósito principal de diseñar las obras deadecuación requeridas para la estabiliza-ción del canal navegable del río Magdale-na.

A partir de la información recopilada,de los estudios realizados y con el apoyode modelos matemáticos, físicos y la ase-soría de expertos nacionales y extranje-ros, el Laboratorio identificó las diferen-tes alternativas de solución y conjunta-mente con los asesores holandeses deHaskoning y del Laboratorio de Delft sediseñaron las obras respectivas.

En diciembre de 1988, el laboratoriode Las Flores entregó al Ministerio deObras Públicas y Transporte el informefinal con los diseños del conjunto de obrasque se conocen como el Dique direccional yobras complementarias para la adecuación delcanal de acceso al puerto de Barranquilla.

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2. Descripción de las obras

El Dique Direccional y Obras Comple-mentarias es un conjunto de obras hi-dráulicas que se construyeron en el últi-mo tramo del río Magdalena en inmedia-ciones del barrio Siape de Barranquilla.Tiene el propósito de estabilizar el canalde acceso al puerto para permitir el ingre-so de embarcaciones de alto bordo mini-mizando los dragados de mantenimientoque se realizaban en el sector.

El proyecto comprende las siguientesobras (ver figura N° 1):

- Dique en Roca

Es un dique impermeable en roca deunos 1.200m de longitud arraigado en lamargen oriental del río Magdalena conuna orientación de W10S 30° con respectoa la orilla.

Esta estructura está compuesta porvarias subestructuras. Estas son (ver figu-ra No. 2): dos diques de contencíón dearena para el realce del lecho del río,rellenos hidráulicos en arena, dragado deuna trinchera de cimentación, un mantode enrocado de protección del talud, y eldique de coronamiento en enrocado, par-te visible de la estructura.

Para la conformación de estassubestructuras se utilizaron cuatro tiposde roca:

Roca Tipo A : Peso entre 40 y 320 kg.Diámetro entre 0.30 - 0.60m.Roca Tipo B : Peso entre 5.0 y 80 kg.Diámetro entre 0.15 - 0.40 m.Roca Tipo C : Peso entre 0.2 y 20 kg.Diámetro entre 0.05 - 0.24 m.Roca Tipo D : Ripio de cantera.

El empleo de uno u otro tipo de roca,dependía de la acción que el río ejercesobre cada una de las partes que confor-man la estructura.

- Dique en Arena

Es una estructura conformada con laarena proveniente de las labores dedragado para la construcción del Dique,de unos 585m de longitud, cuyo propósi-to es cerrar la comunicación entre el brazoizquierdo del río y el brazo derecho, y loscaños y brazuelos del río existentes en laisla.

- Rehabilitación Margen Occidental

Consiste en la remoción de rellenosartificiales realizados por algunos pro-pietarios de los predios ubicados en laribera, y del material aluvial sedimenta-do posteriormente como consecuencia deestos, para devolverle al rio la morfologíana tural que exhibía en la década de losaños sesenta.

- Dragado Canal Alterno

Con el objeto de permitir el acceso deembarcaciones al Puerto de Barranquilladurante el proceso de construcción de laobra, fue necesario habilitar un canal al-terno de navegación puesto que el eje delproyectado Dique Direccional estaba ubi-cado precisamente en el alineamiento delantiguo canal de navegación.

- Construcción Canal AlimentadorParque Isla de Salamanca

Esta actividad comprendía la cons-trucción de un canal para abastecer deagua dulce al Parque Isla de Salamanca,con el propósito de mitigar el impacto

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ambiental que el Dique Direccional ejer-cería al cegar dos caños que alimentabande agua dulce el complejo de ciénagas delParque.

4. Contratación de las obras

La construcción del Dique Direccional hasido sin lugar a dudas una obra única enColombia. Se requirió tanto de una tecno-logía apropiada para la construcción comode un manej<;>administrativo particular,para lo cual el Ministerio de Transportedecidió emplear la figura de .Gerencia deProyecto.

Adjudicado el contrato de construc-ción de las obras por el sistema de admi-nistración delegada a la firma ConduxS.A. de C.V., el Ministerio de Transporteaprovechando la experiencia que habíaadquirido la Universidad del Norte enrelación con el proyecto, contrató sus ser-vicios para que ésta asumiera en su nom-bre la Gerencia del Proyecto.

La interventoría de los trabajos se sus-cribió con el consorcio Hidroestudios S.A.de Bogotá y la firma Senior Y Viana deBarranquilla previo concurso de méritos.

AdicionaImente, el proyecto contó conuna asesoría extranjera patrocinada porla Agencia de Cooperación Internacionaldel gobierno holandés, la cual se desarro-lló a través de la firma Haskoning, Com-pañía Real Holandesa de Ingenieros Con-sultores y Arquitectos, que participó en elestudio y diseño de las obras.

5. Subcontratistas principales

Para la construcción de las obras, la firmaCondux S.A. de C.V. formalizó los si-guientes subcontratos principales con las

firmas mencionadas a continuación:

Dragado del canal alterno: ColdragadosS.A.Explotación de roca: Cementos del Cari-beSATransporte de roca: Transporte SánchezLtda.Dragado y colocación de roca: Jan de NulN.V.Dragado margen occidental: Jan de NulN.V.Canal alimentador: Donado y Cía.

6. Organización administrativadel Proyecto

6.1. Esquema organízativodel Proyecto

La Gerencia del Proyecto representaba lamáxima autoridad de la obra actuando ennombre del Ministerio de Transporte anteel Constructor, el Interventor y ante lasautoridades directa e indirectamenteinvolucradas en el desarrollo del proyec-to. La obra giraba alrededor de un Comitéde Obra, del cual formaban parte el Ge-rente del Proyecto, quien lo presidía; elInterventor, el Constructor y el Directordel Terminal de Barranquilla o un repre-sentante del Ministerio de Transporte

6.2. Función de la Gerenciadel Proyecto

La función principal de la Gerencia fuevelar para que la construcción de la obrase realizara dentro de las especificacionestécnicas previamente establecidas, cum-pliendo con las limitaciones de presu-puesto y con el tiempo de ejecución asig-nado. Entre sus actividades principales seencontraban:

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Presidir el Comité de Obra

Ejercer la vigilancia técnica, adminis-trativa y contractual del proyecto

Administrar el Contrato de Obra, sinmenoscabo de las responsabilidadesque sobre éste tuviera elContratista, laInterventoría y el Ministerio de Trans-porte

Procurar la entrega de sitios, instala-ciones, equipos y otros suministros aque se comprometiera elMinisterio deTransporte con el Contratista, a su de-bido tiempo

Procurar la disponibilidad y entregaoportuna al Contratista de los recur-sos financieros, su correcta aplicaciónen el tiempo justo y dentro de losrecursos previstos

Mantener actualizado el proyecto ensu diseño, incluyendo cambios o mo-dificaciones que surgieran en el desa-rrollo de la obra

Supervisar el contrato de la Interven-toría

La Gerencia del Proyecto estaba con-formada por tres departamentos, el ad-ministrativo, el técnico y el jurídico, cadauno de los cuales asistía con sus funcionesal gerente. Adicionahnente, se contabacon la asesoría del Laboratorio de Ensa-yos Hidráulicos de las Flores y los aseso-res extranjeros.

7. Ejecución del Proyecto

El contrato principal del Proyecto se ini-ció el día 25 de octubre de 1993, con lasactividades preliminares para dar comien-

zo a las labores físicas de construcción.

7.1. Activídades preliminares

Con la construcción del canal alterno seiniciaron en firme las obras del DiqueDireccional en el mes de diciembre de1993,que finalizaron en enero de 1994.Sedragaron aproximadamente 460000 m3de material, los cuales fueron deposita-dos en el cauce del río.

Además de la construcción del canalalterno, como actividad preliminar fuenecesario construir un muelle provisio-nal para la transferencia de la roca. Estemuelle se construyó en los predios de laNación adyacentes al lote de RodolfoSteckerl y Sucesores. Su ejecución se leadjudicó a la firma Alvarado y During.

8. Secuencia constructivadel Dique Direccional

El proceso constructivo del DiqueDireccional se inició en enero de 1994conla construcción del dique de contenciónde arena inferior; terminado éste se pro-cedió a realizar el relleno hidráulico a suespalda (ver figura N° 3). El material uti-lizado en esta actividad provenía deldragado de la primera etapa de la trinche-ra. Finalizado el relleno hidráulicQ infe-rior se procedía a construir el dique decontención superior y a realizar el rellenohidráulico superior. Para este relleno seutilizaba el material dragado en la segun-da etapa de la trinchera. Se continuabaentonces con la colocación de la capa pro-tectora en roca y se finalizaba con la cons-trucción del dique de coronamiento.

8.1. Construcción diques de contención

Los diques de contención tienen como

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función realzar el nivel del lecho del río demanera que la cantidad de roca fueramínima. La roca utilizada en esta activi-dad es la tipo D.

Para ello se utilizaron tres barcazas dequilla articulada, las cuales eran cargadasmediante una retroexcavadora en elmue-lle provisional. Una vez cargadas las bar-cazas, estas eran remolcadas hasta el sitiode descargue, el cual se localizaba me-diante un sistema de posicionamientocomputarizado ubicado a bordo de unplanchón o «Pontón de Posicionamiento»que se fija en el lecho del río mediantepuntales (ver figura N° 4).

Descargado el material, se procedía aperfilar la sección conforme a las líneas dediseño, empleando para ello la retroex-cavadora flotante «Karl Weiss», la cualestá dotada de una cuchara de 3.5metroscúbicos de capacidad. Este equipo poseeun sistema de posicionamientocomputa rizado mediante el cualmonitorea todos losmovimientos del bra-zo, permitiéndole conformar la secciónde diseño de acuerdo con las toleranciasespecificadas.

El dique de contención inferior tienecorno cota de corona 94 m y el dique decontención superior tiene su corona en lacota 96.5 m. Ambos tienen un ancho decresta de 3m, talud 1V:4Hen la cara aguasarriba del dique, mientras que el taludaguas abajo es 1V:2H.

Para la construcción de estos diques senecesitaron 170.000m'deroca tipo D,estaactividad se inició los primeros días deenero y se terminó a finales de marzo.

8.2. Dragado de trincherasy rellenos hidráulicos

Estos trabajos fueron ejecutados por ladraga «Vesalius», propiedad de la firmaJan de Nul. La Vesalius es una draga desucción con cortador y posee tres bombas(una de ellas sumergida) con una capaci-dad total de bombeo de 8730 CV. Tieneuna eslora total de 93.25m y una profun-didad máxima de dragado de 25 m. Ladescarga del material dragado la realiza-ba por medio de tuberías. Para este pro-yecto se contó con 800 metros de tuberíaflotante y 1.200m de tubería de tierra.

La trinchera tiene sección trapezoidalcon 10m de ancho en la solera, pendiente1V:3H en la cara aguas arriba y 1V:4Henla cara aguas abajo, y cota de fondo 81.5m. La cantidad de material dragado en latrinchera fue de 808.035m'.

Para controlar la correcta ejecución deestos trabajos se realizaban sondeosbatimétricos de pre y postdragado, conlos cuales se medían las cantidades deobra ejecutadas. Adicionalrnente, la dra-ga cuenta con un equipo de posiciona-miento computarizado acoplado a unsensor que permitía un control muy pre-ciso de la posición del cortador en todomomento.

8.3. Colocación capa protectora en roca

Finalizada la construcción de los diquesde contención se procedía a protegerlosmediante la colocación de un manto con-formado por dos capas de roca. Cadacapa de roca tiene 0.5 m de espesor; lacapa inferiOr es en roca tipo C en toda laextensión del dique, mientras que la capasuperior estaba conformada por roca tipoA o Bdependiendo de la fuerza que sobre

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la estructura ejerce el río. Las zonas dondela roca es tipo A están ubicadas en elempalme anclaje-cuerpo y en el extremodel dique.

Elequipo utilizado para esta actividadfue el «Pompeh>, embarcación autopro-pulsada de descarga lateral de roca, pro-vista de un sistema de posicionamientodinámico. Esta barcaza posee una capaci-dad de carga de 1.750 toneladas, distri-buidas en cuatro compartimientos.

Después de cargado con la roca en elmuelle, el Pompei se dirigía al sitio en elcual se iba a descargar la roca. La ubica-ción del sitio se realizaba mediante elequipo de posicionamiento dinámico.Ubicado en el sitio de descarga, los con-troles del Pompei eran asumidos por uncomputador, el cual acciona los motoresdel barco a una rata constante, determina-da con base enel tipo de material a descar-gar, el espesor de la capa de roca deseado,la velocidad de la corriente, etc. (ver figu-ra No. 5).

Por limitaciones de calado, la labor delPompei se restringía hasta la cota 96 m.De esta cota hacia arriba la roca en la capaprotectora era colocada por la retroex-cavadora Karl Weiss.

8.4. Dique de coronamiento

La última etapa corresponde al dique decoronamiento, el cual debía ser construi-do a continuación de la capa protectora.Las características constructivas del di-que de 'coronamiento son:

-Cota corona: 102.0m(Absc. 0-1l0y803- 1.200 m)101.5m(Absc.llO-803m)

-Ancho corona: 2 m

-Talud: 1H : 1.5V

9. Problemas técnicos registradosdurante el proceso constructivo

El comportamiento de los caudales pre-sentados en el río Magdalena durante laconstrucción del Dique Direccional fuesuperior al esperado. Por lo general, en elperíodo de estiaje los caudales del ríollegan en promedio hasta unos 3.500 m3/

s, situación que no se reprodujo en 1994,puesto que el régimen de lluvias presen-tado en el interior del país trajo comoconsecuencia que el descenso del caudalsólo llegara hasta los 4.500 m3 / s.

A partir de la segunda quincena demarzo se inició nuevamente el incremen-to de los caudales. Se alcanzaron valorescercanos a los 10.000 m3 / s en la segundaquincena del mes de junio, caudales quesólo se presentan excepcionalmente.

A medida que se desarrollaron los tra-bajos, las trayectorias del flujo se empeza-ron a modificar generándose en el mes demayo un flujo longitudinal, el cual ocasio-nó un proceso de erosión aguas abajo deldique, llegando a amenazar la estabilidadde las obras construidas hasta ese mo-mento. En consecuencia, se adoptó la de-cisión de cerrar definitivamente el diquede arena antes de proseguir con los traba-jos de relleno y protección de la bermasuperior.

De igual manera, fue necesario reali-zar ajustes a la programación y a los mé-todos constructivos con el fin de terminarlos trabajos dentro del tiempo previsto.

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10. Cantidades y costos finalesdel proyecto

Al finalizar los trabajos del DiqueDireccional se explotaron y transporta-ron un total de 334.970 toneladas de rocatipo D, 147.401 toneladas de roca tipo C,91.748 toneladas de roca tipo B y 76.139toneladas de roca tipo A.

Se dragaron 214.545 m' de material enel anclaje, 808.035 m' en la trinchera,456.259 m' para construir el canal alterno.En los trabajos de la margen occidental sedragaron 1'241.065 m', para un total de2'719.904 m'.

En cuanto a la actividad de colocaciónde roca, en el siguiente cuadro se mues-tran las cantidades colocadas:

Roca Tipo Anclaje (Ton) Cuerpo (Ton)

A 6.161 67.625B 17.796 61.520C 17.100 130.301D 4.477 328.610

El costo total de la obra ascendió a lasuma de $ 25.000'000.000, cuya financia-ción fue cubierta con recursos de la Na-ción.

11. Comportamiento del río

A partir del mes de mayo de 1994, épocaen la cual el Dique se encontraba en plenaconstrucción, se empezaron a registrarlos efectos benéficos de la obra, razón porla cual se suspendieron las labores dedragado de mantenimiento en el sector, yse dedicó todo el esfuerzo del equipo dedragado disponible a mantener y mejorarlas condiciones de navegación en el sector

de Bocas de Ceniza en la desembocaduradel río Magdalena.

Desde ese momento, el canal exhIbeen el sector critico de Siape una condicio-nes que superan las expectativas: un an-cho de unos 300 metros y profundidadesque llegan a los 60 pies (18m.). Igualmen-te, el canal en el sector industrial se man-tiene recostado hacia la margen occiden-tal del río, con lo cual se han rehabilitadoun conjunto de instalaciones portuariasque se encontraban fuera de servicio porproblemas de sedimentación.

A partir de entonces, se ha podidomantener y garantizar de manera conti-nua un calado permisible de treinta pies,situación no registrada en el puerto en lasúltimas décadas. Las excelentes condicio-nes del canal han permitido ingresar alpuerto embarcaciones con calados quesuperan aun la cifra de los treinta pies, ylas restricciones de profundidad disponi-ble se registran en el sector de la desembo-cadura, en donde históricamente se pre-sentaban bajos que determinaban las li-mitaciones del canal. En consecuencia,todos los esfuerzos de dragado se concen-tran actualmente allí, los cuales son, sinlugar a dudas, muy inferiores a los reque-ridos en el sector de Siape antes de laconstrucción del Dique DireccionaJ.

Conviene destacar que hasta el mo-mento, transcurridos tan solo seis mesesde su inauguración, el ahorro que se haconseguido por disminución en la necesi-dad de dragados representa aproximada-mente un 20 % de la inversión del gobier-no en la obra, lo que indica su alta renta-bilidad.

La presencia del Dique Direccionalconstituye sin duda un valioso aporte de

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la Universidad del Norte para el despe-gue de Barranquilla y su puerto, al devol-vede la confianza y seguridad de un canalestable, que permite vislumbrar la posibi-lidad de nuevas obras para mejorar lascondiciones del canal y ampliar la capaci-dad del puerto para atender naves demayor capacidad. La construcción del Di-que Direccional fue posible gracias a la

estrecha cooperación entre las entidadesque participaron en la ejecución del pro-yecto, lo que permitió adelantar una obratan compleja como ésta, cumpliendo es-trictamente con el tiempo, presupuesto ylas especificaciones previstas, lo cual laconvierte en una obra modelo en el ámbi-to nacional.

Aspecto de la construcción del coronamiento del Dique Direccional

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Figura 2. Sección transversal típica del DiqueGerencia Proyecto Dique Direccional

Ministerio de TransporteUniversidad del Norte

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Figura 3 Proceso constructivo Dique DireccionalGerencia Proyecto Dique Direccional

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Figura 4. Perfilamiento Dique DireccionalGerencia Proyecto Dique Direccional

Ministerio de TransporteUniversidad del Norte

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Figura 5. Esquema colocación de roca barcaza PompeiGerencia Proyecto Dique Direccional

Ministerio de TransporteUniversidad del Norte

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