Tema 2 2 MedidasCampo

Mtodos y tcnicas de toma de datos en ingeniera de costas

Asignatura de Ingeniera Oceanogrfica INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE COSTAS TEMA 2. Mtodos y tcnicas de toma de datos

En general, las fases de la gestin tcnica son dos:

1- La ordenacin definicin del futuro de las intervenciones

2- La administracin o mantenimiento continuo de los parmetros funcionales.

Para la correcta ejecucin de fases es necesario un conocimiento (en trminos estadsticos) de las variables ambientales de entorno


En general la ordenacin exige el conocimiento de variables ambientales que servirn de entrada para modelos de prediccin, dado que se trata de decidir usos futuros

P. Ej. Para disear unas obras de proteccin costera necesitamosdefinir una niveles de cota de inundacin (oleaje y onda larga).

Conocida la distribucin estadstica de estas en el exterior de las obras, los modelos numrico permite conocer los efectos en las obras y las playas a corto y largo plazo

Nota: En el mbito cientfico las medidas tambin sirven para desarrollar y calibrar los modelos.


La administracin exige monitorizar peridicamente las variables que regulan la funcionalidad del puerto

P. Ej. La necesidad de asegurar unos anchos mnimos exige realizar levantamientos batimtricos peridicos para verificar dichos anchos y/o decidir realimentar las playas.


Tipos de variables ambientales a conocer:

Cuasi-deterministas Aleatorias

Conocimiento de variables aleatorias:

Valores medios Valores extremos

Muestreo de variables aleatorias:

Escalas espaciales Escalas temporales


Parmetros funcionales de inters en ingeniera de costas

Geologa Variacin del fondo = batimetra + rgimen de niveles de mar

Aterramientos = Corrientes + oleaje + sedimento Oscilaciones en la costa = Oleaje + Onda larga Esfuerzos sobre las estructuras = viento + onda largaAgitacin y resonancia en puertos = Oleaje + Onda larga


Variables de inters en ingeniera de costas

Batimetra y naturaleza de fondos Niveles de mar (mareas) Oleaje Onda larga Corrientes Viento Transporte de sedimentos


Batimetra y naturaleza de fondos

Fuentes de informacin:

Preexistente: cartografa de costas (en general de origen militar).

Nueva: campaa batimtrica a definir:

Extensin

Resolucin y nivel de error

Equipo (teodolito y mira, GPS, ecosonda, ecosonda multihaz, laser aereo, video, etc). Estado del arte: ecosonda multihaz + DGPS + correccin de escora y cabeceo

Periodicidad (estado inicial o mantenimiento)


Batimetra y naturaleza de fondosAsignatura de Ingeniera Oceanogrfica INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE COSTAS TEMA 2. Mtodos y tcnicas de toma de datos

Niveles de mar (mareas)

Dos componentes: marea astronmica (determinista) + marea meteorolgica (aleatoria)

Marea astronmica: en general conocida en todo tramo de costa a travs de sus armnicos.

Marea meteorolgica: asociada a variaciones de presin y viento.

Puede conocerse directamente (campaa de campo) o a travs de los fenmenos que la originan (rgimen de vientos y presin) haciendo uso de modelos matemticos


Niveles de mar (mareas)

0 100 200 3000.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

S

N

M

(

m

)

0 100 200 3000.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

S

M

A

(

m

)

0 100 200 300

Tiempo (horas)

-0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

S

M

M

(

m

)


Marea meteorolgica

En general interesan los regmenes medios y extremales:Ej. Diseo de cotas de coronacin de paseos martimos

Fuentes de datos: institutos meteorolgicos, armada, autoridades aeronuticas

De no haber: campaa de campo

Para rgimen medio, mnimo un ao de medidas (tomar periodos estacionales)

Para rgimen extremal, mnimo diez aos de medidas (periodos supraanuales)


Rgimen de nivelesAsignatura de Ingeniera Oceanogrfica INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE COSTAS TEMA 2. Mtodos y tcnicas de toma de datos

Niveles de mar: sensores

Para registrar la posicin instantnea de la superficie del mar:

Sensores de varilla (resistivos, capacitivos o de contactos)

Sensores de presin + conductividad + temperatura

Sensores ultrasnicos

Sensores de radiofrecuencia

Sensores de flotador


Niveles de mar: sensoresAsignatura de Ingeniera Oceanogrfica INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE COSTAS TEMA 2. Mtodos y tcnicas de toma de datos

Oleaje

Para diseo, en general, es necesario conocer los regmenes direcciones medios y extremales.

Datos preexistentes:

Regmenes de zonas martimas (atlas de oleaje)Datos visuales de barcos en ruta

Nuevos datos:

Campaa de campo (rgimen medio)Instalacin fija (rgimen extremal y administracin de la funcionalidad)


OleajeAsignatura de Ingeniera Oceanogrfica INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE COSTAS TEMA 2. Mtodos y tcnicas de toma de datos

Oleaje direccional

Tipos de sensores:

Boyas de superficieBoyas sumergidas de presin + velocidadSistema de medidas puntualesSensores remotos (radar, estereo-fotografa, video)


Oleaje escalar

Tipos de sensores:

Boyas de superficieBoyas sumergidas (o fondeadas) de presin Sensores remotos (radar, estereo-fotografa, video)


Oleaje escalarAsignatura de Ingeniera Oceanogrfica INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE COSTAS TEMA 2. Mtodos y tcnicas de toma de datos

Oleaje escalarAsignatura de Ingeniera Oceanogrfica INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE COSTAS TEMA 2. Mtodos y tcnicas de toma de datos

Cortesa Rob Holman - OSU

Oleaje: campaas

Oleaje exterior:

En general basta 1 punto de medidas

Importa la direccin

Ha de elegirse a la vista de resultados de modelos matemticos

Duracin: 1 ao, 10 aos, continuo

Gestin del sensor: 20 min/hora + alarma, 1 Hz


Oleaje: campaas

Oleaje interior:

Varios puntos de medida junto a estructurals

No importa la direccin

Ha de tenerse en cuenta el efecto de reflexin de las estructuras y de las playas

Duracin: 1 ao, 10 aos, continuo

Gestin del sensor: 20 min/hora + alarma, 1 Hz


Onda larga

Originada de forma natural por grupos de ondas

En general no importa su direccin

Debe medirse en antinodos (esquinas)

Periodos 50-300 s

Amplitudes O(0.1)

Sensores: de presin (mov. Cuasi hidrosttico)


Onda larga

1:00 1:02 1:04 1:06 1:08 1:10 1:12 1:14 1:16 1:18 1:20 1:22 1:24 1:26 1:28 1:30Tiempo

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0C

o

l

u

m

n

a

d

e

a

g

u

a

(

m

)

Burst del 19/2/97 01:00 horasPeriodo de pico: 194 sAmplitud mxima 2.66 m


Corrientes

til para el estudio de transporte de contaminantes, sedimentos o renovacin de agua. En casos complementan los datos de ondas largas para estudiar esfuerzos sobre estructuras.

Su variacin espacial y temporal es grande. Recomendable el estudio mediante modelo numrico calibrado


Corrientes: sensores

Pueden dividirse en Eulerianos y Lagrangianos.

Eulerianos, fijos o correntimetros: miden en un punto a lo largo del tiempo.

Lagrangianos, derivadores o trazadores: evolucionan a lo largo de lneas de corriente



Correntmetros:

ElectromagnticosAcsticos monopuntoPerfiladores acsticos (ADVP)Molinetes o hlicesPIV (video)


Corrientes: sensoresAsignatura de Ingeniera Oceanogrfica INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE COSTAS TEMA 2. Mtodos y tcnicas de toma de datos


Derivadores:

SuperficialesBiplanosColorantes


Corrientes: sensoresAsignatura de Ingeniera Oceanogrfica INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE COSTAS TEMA 2. Mtodos y tcnicas de toma de datos

-9.4 -9.2 -9 -8.8 -8.6 -8.4 -8.2 -8 -7.8 -7.6 -7.4 -7.2Longitud ()

43

43.2

43.4

43.6

43.8

44

44.2

44.4

44.6

L

a

t

i

t

u

d

(

)

ModeloBoyas ARGOS

Boya ARGOS Das 23 y 24-12-2002

Viento

Rgimen medio til para rgimen de marea meteorolgica y corrientes

Rgimen extremal til para esfuerzos sobre estructuras altas

En general se dispone de datos, debe decidirse su validez.

Una estacin meteorolgica es muy recomendable en todo caso. Debe situarse fuera de afecciones locales.

Regimen medio: 1 ao

Rgimen extremal: 10 aos


Transporte de sedimentos

Imprescindible para establecer flujos de sedimento hacia el puerto, poltica de mantenimiento y afeccin al entorno.

Muy variable espacial y temporalmente.

Dos zonas de inters:

Zona de rompientesZonas ms profundas


Transporte de sedimentos

Medidas Lagrangianas: trazadores (arenas teidas)

Medias Eulerianas:

Trampas de arenaSensores ultrasnicosSensores pticosCmaras de video


Transporte de sedimentosAsignatura de Ingeniera Oceanogrfica INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE COSTAS TEMA 2. Mtodos y tcnicas de toma de datos


Trampa de sedimentos

Sensor pticoOBS

Otras medidas

9Acciones sobre estructuras9Seguimiento de diques en talud9Asentamiento de muelles9Calidad de las aguas9Etc


Otras medidasAsignatura de Ingeniera Oceanogrfica INTRODUCCIN A LA INGENIERA DE COSTAS TEMA 2. Mtodos y tcnicas de toma de datos

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