1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA
DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
CAMPUS ARAGÓN
Ing. Civil
Obras de defensa y abrigo
Por:
MERINO GARCÍA ALEJANDRO
LOPEZ RUIZ JOSE EDUARDO
Profesor:
TORRES ORTIZ VALENTE
Materia: RIOS Y COSTAS
Grupo: 2951
Fecha: 17/03/2013

2. TEMA IV OBRAS DE DEFENSA Y ABRIGO
IV.1 Función y clasificación de las obras de protección.
Son obras destinadas a evitar la erosión y la socavación en ríos y esteros producto del
flujo del agua.
Las obras en los cauces, casi sin excepción, producen estrechamientos que originan las
aceleraciones y desaceleraciones que arrastran el material del cauce produciendo la
erosión. Las obras de defensa están destinadas a controlar este problema.
Se identifican con claridad dos tipos de socavación en los cauces:
 Socavación General: se produce con ocasión de grandes crecidas, durante las
cuales el agua arrastra material en suspensión aumentando con ello el área de
la sección transversal de la sección de escurrimiento. Al producirse la recesión
de la crecida el material en suspensión precipita y se deposita en el fondo. Este
tipo de socavación se produce de manera natural y no depende de la existencia
de obras civiles artificiales.
 Socavación Local: en este caso, la socavación ocurre en puntos localizados y en
general está asociada a la existencia de obras civiles presentes en el cauce. Es
un fenómeno que persiste mientras persista el elemento que lo produce

3. IV.2 Diseño de rompeolas.
El rompeolas es una construcción diseñada para soportar la fuerza e intensidad de las
olas, haciendo que cuando estas choquen con él disminuyan su intensidad, haciendo
de esta manera que las olas que lleguen a las playas no causen ningún problema a las
embarcaciones y comunidades que se encuentran cerca al mar.
El rompeolas tiene que ser lo suficientemente resistente a la acción de las olas, por eso
un paso muy importante antes de iniciar la construcción de un rompeolas, es conocer
las características meteorológicas que presenta la zona de construcción, esto implica
analizar las olas que se forman y las características que éstas presentan , ya que
dependiendo de este estudio se determina el tamaño y características de un
rompeolas que pueda soportar a las olas producidas y que no sea arrastrado por las
mismas.
El aporte de la física es muy valioso para la construcción de un rompeolas, ya que
atreves del estudio de ondas mecánicas ayuda a definir las características que debe
tener el rompeolas.
El objetivo de la construcción de un rompeolas es establecer una zona de mar en calma
en la que las embarcaciones se puedan amarrar con seguridad durante períodos
meteorológicos adversos. También es importante para los bañistas y comunidades
muy cercanas a la orilla del mar, ya que les proporciona aguas tranquilas.

4. Es, por lo tanto, importante para la comunidad local que el rompeolas sea capaz de
soportar el impacto de las olas normalmente propias de la zona. La no consecución de
estos objetivos en situaciones normales (sin contar el efecto de tormentas
extraordinariamente fuertes) podría provocar daños considerables a la flota pesquera
y a la misma comunidad. Para evitar que esto suceda se deberán tomar todo tipo de
precauciones al construir un rompeolas. .
PARTES DE UN ROMPEOLAS:
EL NÚCLEO.
Normalmente éste consiste en desechos de cantera sin las partículas finas (polvo y
arena), que deben mantenerse compactado y nivelado, debe ser de un ancho
apropiado, el cual será determinado según las condiciones meteorológicas del lugar.
colocación del núcleo de escollera
LA PRIMERA CAPA INFERIOR.
La primera capa inferior de piedra está diseñada para impedir que el núcleo sea
arrastrado, normalmente consiste en piezas sueltas de piedra cuyo peso varía entre un
mínimo de 500 kg hasta un máximo de 1 000 kg.

5. colocación de la capa inferior
LA CAPA PRINCIPAL DE PROTECCIÓN. La capa principal de protección, como su propio
nombre indica, constituye la defensa principal del rompeolas a la embestida de las
olas. La existencia de cualquier tipo de defecto en la calidad de la roca, ya sea
graduación (tamaño demasiado pequeño) o colocación (pendiente desnivelada o
demasiado acusada) pondría a todo el rompeolas en grave peligro. Por esto se deberá
tener mucho cuidado al seleccionar y colocar las piedras correspondientes a la capa
principal de protección.
Colocación del núcleo de la escollera.
Colocación de la capa inferior
La Figura muestra la colocación de piedras de protección principal por medio de una
grúa sobre orugas, que es el mejor equipo para la colocación de piedras de gran
tamaño. Estas piedras grandes se deben izar una a una utilizando una eslinga o valvas

6. mordientes y colocar en el agua con la ayuda de un submarinista o de una
embarcación con tripulación equipada con un tubo con un cristal tapando uno de sus
extremos. La capa de protección se debe colocar piedra a piedra en una secuencia que
asegure su interconexión; en la Figura, por ejemplo, la piedra número 2 es mantenida
en su sitio entre las piedras 1 y 3, mientras que la piedra 4 está bloqueada entre las
piedras 3 y 5.
Excavadora cerrando la cresta
Colocación de la capa principal de protección.
Se asegura así que una ola no pueda arrancar una de las piedras y hacer que las que
están encima caigan por la pendiente, rompiendo la capa de protección y exponiendo
la escollera más pequeña que hay debajo. Para asegurar la correcta colocación de las
piedras, el submarinista o ayudante en la embarcación debe dirigir al operador de la
grúa cada vez que se coloca una nueva piedra hasta que la capa de piedras sobrepase
la superficie del agua. Al igual que con la primera capa inferior, se necesitan dos capas
de piedras de protección para completar la capa principal de protección. Se deben
establecer perfiles de pendiente a intervalos regulares de 5 m utilizando el mismo
procedimiento anteriormente descrito en la Figura anterior.
Excavadora hidráulica colocando la escollera sobre la cresta.
Cerrando la cresta

7. IV.3 Diseño de muros verticales
Concepto de dique vertical convencional.
Podemos definir un dique de paramento vertical convencional como un monolito
rígido, de pared impermeable, de comportamiento gravitatorio (basa la estabilidad en
el peso) y que se caracteriza por reflejar prácticamente el total de la energía del oleaje,
sin intentar variar su comportamiento, ni laminarla por transmisión o disipación del
impacto devolviendo como una pared rígida la acción de trenes sucesivos de olas
representado por su altura de ola máxima incidente.
Partes de un dique vertical convencional.
Los elementos principales de un dique vertical son los que siguen:
1. Banqueta de cimentación con su correspondiente enrase de grava.
2. Berma de protección del dique.
3. Bloque de guarda anti-socavación, pudiendo estar embebido en la berma delantera
de protección.
4. Monolito (cajón o tipología especial)
5. Espaldón, con sus múltiples soluciones estructurales, funcionales e hidráulicas para
minimizar el rebase cuando la función es de dique muelle.

8. Modos de fallo de un dique vertical.
De acuerdo con los elementos de diseño de un dique vertical, es posible distinguir los
siguientes modos de fallo principales:
1. Modo de fallo instantáneo por acción de la ola máxima sobre el monolito. Fallo
estructural por deslizamiento, vuelco o hundimiento.
2. Modo de fallo instantáneo por acción de la ola máxima sobre el espaldón.
Fallo estructural por deslizamiento, vuelco o hundimiento.
3. Modo de fallo operacional hidráulico por rebase sobre el espaldón.
4. Modo de fallo operacional hidráulico de reflexión por agitación interior en
antepuerto, canal de enfilación y dársenas interiores.
5. Modo de fallo flexible por deformación acumulativa y colapso del cimiento.
6. Modo de fallo deformable por socavación acumulativa en berma.
7. Modo de fallo en berma por cota elevada de la misma, funcionando como dique
horizontal compuesto.
8. Modo de fallo por inca miento del monolito sobre la cimentación de apoyo.
9. Erosión en las esquinas de contacto cajón – cimentación. Capítulo 3. Aproximación a
los diques verticales. Interacción oleaje-estructura.
10. Exceso de presión de apoyo.
11. Fallo global a corto o largo plazo de la cimentación.
12. Otros modos de fallo derivados e interconectados de los anteriores.
IV.4 Evolución playera por construcción de obras. Tiempo de llenado.
La ingeniería de costas, en lo relacionado con los puertos, comienza con el desarrollo
de las civilizaciones ancestrales a la par que el tráfico marítimo, quizás alrededor del
3500 a. C. Las dársenas, los rompeolas y otras obras portuarias fueron construidos
manualmente y a menudo a gran escala.
Algunas de las obras portuarias son todavía visibles en unos pocos puertos que todavía
hoy existen, mientras que otros han sido recientemente explorados por la arqueología
subacuática. Muchas de las obras portuarias ancestrales han desaparecido tras la caída
del Imperio romano.
Muchos de los esfuerzos costeros ancestrales estaban dirigidos a las estructuras
portuarias, con la excepción de algunos pocos lugares donde la vida dependía de las
protecciones costeras. Venecia y su laguna es uno de esos casos. Las protecciones de
las costas de Italia, Inglaterra y Holanda pueden ser rastreadas hasta al menos el siglo
VI. En la antigüedad se comprendieron fenómenos como las corrientes del
Mediterráneo y los patrones eólicos, así como la conexión causa-efecto entre los
vientos y las olas.
Roma introdujo muchas innovaciones revolucionarias en el diseño de puertos.
Aprendieron a construir muros subacuáticos y se las arreglaron para construir sólidos
rompeolas para proteger puertos completamente expuestos. En algunos casos puede

9. que se empleara la reflexión de las olas para prevenir la colmatación. También
emplearon rompeolas superficiales bajos para provocar la rotura de las olas antes de
que alcanzaran los rompeolas principales. Fueron los primeros en dragar en Holanda
para mantener el puerto en Velsen. Los problemas de colmatación de este puerto
fueron resueltos cuando los muelles sólidos anteriores fueron reemplazados con
nuevos espigones apilados de una forma abierta. Los romanos introdujeron también
en el mundo el concepto de las vacaciones en la costa.
Edad Media
La amenaza de ataque desde el mar causó que muchas ciudades costeras y sus puertos
fuesen abandonados. Otros puertos se perdieron debido a causas naturales como la
rápida colmatación, el avance o retroceso de la línea de costa, etc. La Laguna de
Venecia fue una de las pocas áreas costeras pobladas que continuó con su prosperidad
y con su desarrollo donde los informes escritos documentan la evolución de los
trabajos de protección costera. Los conocimientos científicos e ingenieriles
permanecieron vivos en el este, en Bizancio, donde el Imperio romano oriental
sobrevivió seiscientos años mientras la Roma occidental decaía.
Edad Moderna
Leonardo da Vinci puede ser considerado el precursor de la ciencia de la ingeniería de
costas, ya que ofreció ideas y soluciones frecuentemente con más de tres siglos de
antelación de su aceptación general. Mientras que la ciencia avanzaba a grandes
saltos, la construcción de puertos mejoró poco respecto de los métodos romanos
después del Renacimiento. A principios del siglo XIX, la llegada de la máquina de vapor,
la búsqueda de nuevos territorios y rutas comerciales, la expansión del Imperio
Británico a través de sus colonias, y otras influencias, contribuyeron a la revitalización
del comercio marítimo y renovaron el interés en las obras portuarias.
Siglo XX
Se produce una evolución de la protección costera y el paso desde la construcción de
estructuras de defensa a la regeneración de playas. Anteriormente a 1950 la práctica
general era usar estructuras duras de protección contra la erosión costera o contra los
efectos de los temporales. Estas estructuras consistían normalmente en armaduras
costeras tales como rompeolas y revestimientos o estructuras de trampas de arena
tales como espigones en peine. Durante los años 1920s y '30s, los particulares y las
comunidades locales interesadas protegieron muchas áreas de la costa usando
técnicas de alguna manera ad hoc. En ciertas zonas de recreo, las estructuras han
proliferado hasta tal extremo que la protección impide en la actualidad el uso
recreativo de las playas. La erosión de la arena continuó, pero la parte posterior de la
línea de la playa fijada se mantuvo, resultando en una pérdida de superficie de playa.
La prominencia y el coste de estas estructuras llevaron a finales de los 1940s y a
principios de los 1950s a la búsqueda de un método nuevo, más dinámico. Los
proyectos ya no confiaron más en las estructuras de defensa costera en exclusiva, a
medida que el desarrollo de técnicas fue reproduciendo las características protectoras
de las playas naturales. El uso resultante de playas artificiales y dunas estabilizadas
como enfoque ingenieril resultó un medio económicamente viable y

10. medioambientalmente más amigable para disipar la energía de las olas y proteger los
desarrollos costeros.
Durante los últimos cien años, el limitado conocimiento de los procesos de transporte
sedimentario costero al nivel de las autoridades locales a menudo ha desembocado en
medidas inapropiadas destinadas a combatir la erosión costera. En muchas ocasiones,
tales medidas han resuelto localmente la erosión costera, pero han exacerbado los
problemas erosivos en otras localizaciones -diez kilómetros más allá- o han creado
otros problemas ambientales.