BREAKWATER

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un rompeolas, que permite que la mayor parte de la energía de las olas vuelva al mar, por lo que solo una pequeña parte se disipa en el rompeolas.

Antecedentes de la invención

Un rompeolas es una estructura costera que tiene por finalidad principal proteger la costa o un puerto de la acción de las olas del mar o del clima. Habitualmente se calculan para una determinada altura de ola con un periodo de retorno especificado.

Un rompeolas está diseñado para provocar una reducción en la intensidad de las olas y su diseño se basa, principalmente, en construir una montaña a través de la acumulación de materiales con diversos tamaños. Parte de esa montaña estará sumergida y una otra parte emergida.

Gran parte de las olas rompen en la parte que se encuentra sumergida, y de esta manera pierden fuerza. El resto de la energía continúa su recorrido hasta chocar con la parte que se encuentra emergida.

Los rompeolas conocidos actualmente tienen varias desventajas importantes.

En primer lugar, las fuerzas que produce la ola al romper son varias veces mayores que si la ola no rompe.

Además, el aire atrapado en la turbulencia que se produce al romper es muy destructivo.

Por otro lado, los rompeolas fijos producen un gran impacto ambiental, ya que impiden el paso de las corrientes y cambian la configuración de la costa que protegen y causan un gran impacto visual.

Descripción de la invención Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un rompeolas en el que la mayor parte de la energía de las olas vuelva al mar, por lo que solo una pequeña parte se disipa en el rompeolas.

Con el rompeolas de la invención se consiguen resolver los inconvenientes citados, presentando otras ventajas que se describirán a continuación.

El rompeolas de acuerdo con la presente invención comprende un cuerpo sobre el que golpean las olas, en el que el cuerpo sobre el que golpean las olas comprende una pluralidad de superficies, cada una de las cuales tienen una inclinación diferente, definiendo dichas inclinaciones diferentes ángulos con respecto a la horizontal.

Ventajosamente, las superficies son:

- una superficie delantera;

- una pluralidad de superficies intermedias; y

- una superficie trasera.

Preferentemente, el ángulo definido por cada superficie aumenta desde la superficie delantera a la superficie trasera.

Además, la longitud de cada superficie es preferentemente diferente, y la longitud de cada superficie disminuye desde la superficie delantera a la superficie trasera.

De acuerdo con una realización preferida, el ángulo definido por la superficie delantera está comprendido entre 20° y 30°, los ángulos definidos por las superficies intermedias están comprendidos entre 45° y 80°, y/o el ángulo definido por la superficie trasera es de 90°.

De acuerdo con una realización preferida, el cuerpo tiene una altura entre 1 y 30 metros, la longitud de la superficie delantera está comprendida entre el 50 % y el 100 % de la altura total del cuerpo, las longitudes de las superficies intermedias están comprendidas entre el 20 % y el 50 % de la altura total del cuerpo, y la longitud de la superficie trasera está comprendida entre 2 metros y 6 metros.

Ventajosamente, dicho cuerpo sobre el que golpean las olas comprende una cámara, situada en una posición trasera, y unos flotadores laterales y/o un flotador trasero, que se pueden llenar de agua o de aire, de agua para sumergirlos hasta la profundidad de utilización y puede inyectarse aire en su interior, desalojando el agua para que el rompeolas flote y sea fácilmente remolcado por un remolcador hasta su ubicación.

En el rompeolas de acuerdo con la presente invención, dicho cuerpo puede comprender unos elementos de sujeción, tal como unas cadenas, para sujetarlo a un fondo marino.

De acuerdo con una realización preferida, la superficie delantera tiene una pendiente tal que el número de Iribarren correspondiente es superior a 2,3, definiéndose el número de Iribarren de acuerdo con la siguiente fórmula:

NI = P x 1,25/VH X T donde:

- NI es el número de Iribarren;

- P es la pendiente de la playa donde se instala el rompeolas;

- H es la altura de las olas que se prevén que golpeen el cuerpo; y

- T es período de las olas que se prevén que golpeen el cuerpo.

El rompeolas de acuerdo con la presente invención se basa en evitar que la ola rompa, para que tenga un final del tipo oscilación o resaca, denominado “surging” en inglés.

Este final se produce naturalmente cuando la playa o la superficie donde termina la ola tiene una pendiente tal que el número de Iribarren correspondiente a dicha ola es superior a 2,3.

Como se ha indicado anteriormente, el número de Iribarren depende de la pendiente de la playa y de la altura y del período/longitud de la ola que llega.

Número de Iribarren = Pendiente de la playa x 1 ,25/VH X T

Donde:

- H es la altura de la ola; y

- T es período de la ola.

Al evitar que la ola rompa, el rompeolas de acuerdo con la presente invención consigue que la mayor parte de la energía de la ola vuelva al mar, por lo que solo una pequeña parte se disipa en el rompeolas. La forma del rompeolas de acuerdo con la presente invención busca reconducir el movimiento de la ola en dirección vertical, evitando que rompa.

Para ello, se permite la entrada de la ola por un extremo, y la forma del rompeolas obliga a la ola a cambiar de dirección, de manera que entra horizontalmente, sale verticalmente y vuelve hacia atrás.

De forma muy simplificada, y de manera aproximada, dependiendo del tipo de ola y de la profundidad, se obtiene:

- Una atenuación de energía del 85 % - 95 %, teniendo la ola que pasa el rompeolas una energía del 15 % - 5 % (1/7 - 1/20) de la que llega;

- Una energía reflejada del 60 % - 70 % (4/7 - 5/7) (Resaca);

- Una energía disipada del 15 % - 30 % (1/7 - 2/7), con un 15 % (1/7) disipada en movimientos del rompeolas y rozamiento, y un 15% (1/7) disipada en movimientos de cadenas de anclaje.

Debe hacerse notar que la forma del rompeolas de acuerdo con la presente invención aumenta la velocidad del agua en su interior, lo que produce un efecto de succión en la parte inferior, que afecta a la parte de la ola que pasa por debajo del rompeolas. De esta manera, aumenta significativamente la atenuación teórica.

Suponiendo una atenuación del 85 %, que el período de la ola que pasa el rompeolas tiene la misma frecuencia que la ola que llega, y siendo la energía de la ola proporcional al cuadrado de la altura:

- una ola de 1 metro se convertiría en una de 30 cm.

- una ola de 2 metros se convertiría en una de 75 cm.

- una ola de 3 metros se convertiría en una de 1,20 m.

- una ola de 4 metros se convertiría en una de 1,50 m.

El rompeolas de acuerdo con la presente invención se puede utilizar en instalaciones fijas (apoyadas) o flotantes. En las instalaciones fijas o apoyadas una solución simple es la colocación sobre pilotes, de una estructura resistente prefabricada, metálica o de hormigón, estando los pilotes detrás del rompeolas y protegidos por el mismo rompeolas.

Las obras de clavado de los pilotes son mucho más rápidas y menos invasivas que la construcción de un rompeolas tradicional.

No es necesario que el rompeolas se apoye en el suelo, por lo que las corrientes pueden seguir pasando por debajo del rompeolas con una alteración del ecosistema significativamente menor que en los rompeolas tradicionales.

Con respecto al impacto visual, en marea alta, el rompeolas está completamente sumergido, y la parte que sobresale en marea baja depende del recorrido de la marea.

En instalaciones flotantes, el rompeolas de acuerdo con la presente invención consigue unos resultados de atenuación de olas similares al rompeolas en instalaciones fijas (85 % - 95 %), a diferencia de los rompeolas flotantes conocidos actualmente, con un impacto visual mínimo.

Además, es posible cambiar de lugar muy fácilmente, al ser una instalación parcialmente sumergible.

En concreto, el cuerpo puede vaciarse, por lo que resulta muy sencillo trasladar el rompeolas flotante, de un lugar a otro, flotando como un barco. Esto es particularmente interesante para aplicaciones en las que no se requiere un rompeolas permanente, por ejemplo, para la construcción y el mantenimiento de parques eólicos marinos.

Breve descripción de los dibujos

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto, se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.

La figura 1 es una vista lateral del rompeolas de acuerdo con la presente invención;

La figura 2 es una vista frontal del rompeolas de acuerdo con la presente invención; La figura 3 es una vista lateral de una realización específica del rompeolas de acuerdo con la presente invención; y

Las figuras 4 y 5 son gráficos comparativos de las elevaciones de la superficie de agua en función de la posición del rompeolas de acuerdo con la presente invención.

Descripción de una realización preferida

Tal como se muestra en las figura 1 y 2, el rompeolas de acuerdo con la presente invención está formado a partir de un cuerpo (1) sobre el que golpean las olas, y que comprende una pluralidad de superficies (11 , 12, 13, 14), cuatro en la realización representada, cada una de las cuales tienen una inclinación diferente, definiendo dichas inclinaciones diferentes ángulos con respecto a la horizontal.

De acuerdo con la realización representada las superficies son:

- una superficie delantera (11);

- una pluralidad de superficies intermedias (12, 13); y

- una superficie trasera (14).

Sin embargo, debe indicarse que puede haber una sola superficie intermedia o más de dos superficies intermedias.

Como se puede ver en la figura 1, el ángulo definido por cada superficie (11, 12, 13, 14) aumenta desde la superficie delantera (11) a la superficie trasera (14), y la longitud de cada superficie (11 , 12, 13, 14) es diferente, disminuyendo desde la superficie delantera (11) a la superficie trasera (14).

De acuerdo con un ejemplo no limitativo, el ángulo definido por la superficie delantera (11) está comprendido entre 20° y 30°, por ejemplo, 25°, los ángulos definidos por las superficies intermedias (12, 13) están comprendidos entre 45° y 80°, por ejemplo, 45° y 70°, y el ángulo definido por la superficie trasera (14) es de 90°.

Por su parte, de acuerdo con un ejemplo no limitativo, la longitud de la superficie delantera (11) está comprendida entre 5 y 7 metros, por ejemplo, 6 metros, las longitudes de las superficies intermedias (12, 13) están comprendida entre 3 y 2 metros, por ejemplo, 2,8 metros y 2,1 metros, y la longitud de la superficie trasera (14) es de 2 metros o menos. Además, dicho cuerpo (1) comprende unos flotadores laterales (2) y unos elementos de sujeción (3), para sujetarlo a un fondo marino.

La superficie delantera (11), que es la superficie donde golpea la ola en primer lugar, tiene una pendiente tal que el número de Iribarren correspondiente es superior a 2,3, definiéndose el número de Iribarren de acuerdo con la siguiente fórmula:

NI = P x 1,25/VH X T donde:

- NI es el número de Iribarren;

- P es la pendiente de la playa donde se instala el rompeolas;

- H es la altura de las olas que se prevén que golpeen el cuerpo; y

- T es período de las olas que se prevén que golpeen el cuerpo.

Cuando el rompeolas de acuerdo con la presente invención está instalado en posición, una ola entra por la parte frontal abierta, encuentra una primera superficie inclinada o superficie delantera (11) de 20° - 30° respecto a la horizontal, según lo descrito anteriormente.

A continuación, la ola encuentra una superficie intermedia (12) de 40° - 45°, después una superficie intermedia (13), por ejemplo, de 60°, después, podría encontrar otra superficie intermedia de 80°, y finalmente una superficie trasera (14) vertical.

Debe indicarse que el cuerpo (1), en su parte trasera, es decir, en la parte opuesta a la entrada de la ola, puede comprender una cámara (4) que se puede llenar con agua.

Esta cámara (4) tiene tres misiones:

Al estar llena de agua, aumenta la inercia del conjunto. La masa de esta cámara (4) puede aumentarse fácilmente prolongando el cuerpo (1) por la parte posterior, si se considera conveniente.

Además, al ser el agua incompresible, ayuda a resistir la presión de la ola que llega, cuando choca contra las superficies inclinadas, reforzándose por la parte de atrás. Por otro lado, cuando la entrada de la ola intenta hacer girar el cuerpo (1) hacia abajo, la inercia y la distribución de pesos lo impide.

La flotación y la rigidez del conjunto se consiguen mediante unos flotadores laterales (2) vacíos, y opcionalmente mediante un flotador trasero (5).

Su flotabilidad se calcula de forma que todo el conjunto quede a la profundidad de diseño, que normalmente es completamente sumergido. Se intenta que el rompeolas sobresalga del agua lo menos posible por motivos ambientales.

El rompeolas de acuerdo con la presente invención, cuando es flotante, se puede fondear mediante unos elementos de sujeción (3), tal como cadenas, por ejemplo, mediante una sola ancla principal con su cadena de fondeo (3) que reposa sobre el fondo. Esta cadena (3) tendrá un alto coeficiente de seguridad.

Al final de esa cadena habrá un yugo (no representado en las figuras) desde el que saldrán 3/5 cadenas que serán las que se conecten al rompeolas desde el fondo, formando las catenarias correspondientes. Estas cadenas se conectan a la parte inferior delantera del rompeolas. Además, una o dos cadenas laterales dirigidas hacia atrás mantienen fija la posición del rompeolas.

Debe notarse que el rompeolas de acuerdo con la presente invención normalmente se colocará formando un ángulo de aproximadamente 10° con la dirección predominante de las olas, con tres objetivos:

- Evitar la formación de olas estacionarias en los lugares donde se presentan olas de mar de fondo;

- Obtener una posición más estable al ejercer fuerza la ola en una dirección;

- Permitir utilizar solo una cadena de posicionamiento en vez de dos.

En la figura 3 se muestra una realización concreta del rompeolas de acuerdo con la presente invención, indicando los valores de las inclinaciones y las longitudes de cada superficie.

En las figuras 4 y 5 se muestran gráficos comparativos de las elevaciones de la superficie de agua en función de la posición del rompeolas de acuerdo con la presente invención, con los valores indicados en la figura 3. En concreto, en la figura 4 se indican las elevaciones de la superficie de agua en posiciones antes del rompeolas, y en la figura 5 se indican las elevaciones de superficie de agua en posiciones después del rompeolas, donde se puede apreciar el efecto de atenuación del rompeolas sobre la elevación de la superficie de agua.