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Doble Grado en Ingeniería Civil e Ingeniería de los Recursos Mineros y Energéticos

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Obras Marítimas

Código asignatura
2GCIVMIN-5-004
Curso
Quinto
Temporalidad
Segundo Semestre
Carácter
Optativa
Créditos
6
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Tutorías Grupales (2 Hours)
  • Clases Expositivas (35 Hours)
  • Prácticas de Laboratorio (14 Hours)
  • Prácticas de Aula/Semina (7 Hours)
Guía docente

Se plantea como objetivo general del estudio de las Obras Marítimas el lograr, por parte del estudiante, un conocimiento básico del flujo del agua, lo que le permitirá disponer de la base necesaria para acometer la resolución de problemas concretos. Tiene, por tanto, un carácter específico.

Se presentarán los conceptos básicos relacionados con la atmósfera y el océano, deteniéndose en la existencia de las corrientes y en la generación, propagación y extinción del oleaje, así como su influencia en los procesos litorales. Finalmente, se estudiarán los puertos, desde el punto de vista de sus infraestructuras, requerimientos, servicios y legislación aplicable.

Para situar la asignatura de Obras Marítimas dentro del Grado en Ingeniería Civil de la Escuela Politécnica de Mieres es necesario precisar que en la concepción, diseño, construcción y mantenimiento de tales obras, es necesario dominar los aspectos de dinámica atmosférica y oceánica, así como los aspectos básicos relacionados con los puertos, principal obra que deben resolver los Ingenieros Civiles en este campo.

El objetivo fundamental de la asignatura es conseguir que el alumno sea capaz de aplicar todos los resultados de aprendizaje en el diseño, proyecto, explotación y mantenimiento (incluidos los aspectos de legislación que apliquen) de estructuras marítimas, en un contexto de trabajo interdisciplinar de ámbito universal; ese aprendizaje tiene como pilares la asimilación y comprensión de los conceptos ingenieriles y la memorización de los principios fundamentales relacionados con la disciplina. Así, se plantean tres objetivos concretos:

El primero es que el estudiante sea capaz de identificar las características de las diferentes tipologías de obras marítimas, de entender las necesidades funcionales de aquellas obras marítimas más comunes, empleadas tanto en la ingeniería portuaria como en la ingeniería de costas.

El segundo, que el estudiante se familiarice con la maquinaria y procesos constructivos propios de las obras marítimas.

El tercer objetivo radica en que el alumno sea capaz de entender, predecir y actuar en consecuencia frente a los riesgos que para la construcción, operación o mantenimiento de las obras marítimas suponen las variables ambientales tales como el viento, el oleaje, las corrientes y las mareas.

La asignatura de Obras Marítimas pertenece al módulo de Tecnologías Específicas de Hidrología y se estudia en el segundo cuatrimestre del cuarto curso. La materia correspondiente es MT14 – Obras y Aprovechamientos Hidráulicas. Complementa a las asignaturas de Obras Hidráulicas, y de Sistemas Energéticos y Aprovechamientos Hidráulicos.

La asignatura toma como punto de partida los conocimientos adquiridos en las asignaturas básicas del grado. En el desarrollo de esta asignatura se asume que el alumno ya está familiarizado con los conceptos básicos de la hidráulica, la cinemática y dinámica de las ondas y con la descripción estadística y espectral de variables aleatorias. Además, el alumno debe estar familiarizado con las herramientas matemáticas básicas más comunes: cálculo integral y diferencial, ecuaciones diferenciales, nociones de estadística, etc.

Todas las competencias básicas y generales del módulo común CG1 a CG7.

Las competencias específicas del módulo de Hidrología que se pretenden desarrollar son:

EH.01 y EH.02.

Los resultados de aprendizaje son:

- Conocer las diferentes tipologías de obras marítimas y entender las razones de su inclusión en las diferentes clasificaciones.

- Conocer los procedimientos para el diseño, construcción, explotación y desmantelamiento de obras marítimas establecidos en la ROM-00.

- Conocer los aspectos básicos de la generación y propagación del oleaje. Ser capaz de predecir las condiciones climáticas a corto plazo.

- Definir un plan de obra que incluya las contingencias climáticas. Conocer los aspectos básicos del diseño funcional de un puerto.

- Ser capaz de formular y manejar con soltura las formulaciones existentes para el cálculo de las variables funcionales de los diques en talud (no rebasables y rebasables) y verticales.

- Adquirir conocimiento sobre la maquinaria específica y los procesos constructivos de la obra marítima.

- Conocer los ordenes de magnitud de productividades y costes de las principales unidades de la obra marítima.

Unidad Didáctica I: Introducción a la atmósfera y los océanos.

Tema 1: La atmósfera y el océano: introducción a las dinámicas marinas.

-          Viento, corriente, oleaje y nivel del mar.

-          Efectos directos del viento sobre las obras marítimas.

-          Nociones sobre el cambio climático.

Tema 2: Las ondas en el mar.

-          Concepto de onda y parámetros descriptivos de la ola.

-          Concepto físico y matemático del oleaje (teoría lineal).

-          Descripción estadística del oleaje a corto plazo

-          Descripción espectral del oleaje.

-          Descripción del oleaje a largo plazo.

Unidad Didáctica II: Dinámica marina.

Tema 3: Generación, propagación y extinción del oleaje.

-          Ciclogénesis. Viento geostrófico. Perfil vertical del viento. Ondas capilares y de gravedad.

-          Concepto de fetch. Modelos teóricos de generación de oleaje. Modelos paramétricos y numéricos.

-          Predicción de variables meteo-oceanográficas. Modelos operacionales.

-          Riesgos inducidos por el oleaje. Fiabilidad en fase de construcción y explotación.

Tema 4: Corrientes y procesos litorales.

-          Génesis de las corrientes oceánicas y costeras. Corrientes de densidad. Marea astronómica. Marea meteorológica.

-          Introducción a la dinámica sedimentaria y su interacción con las obras marítimas.

Unidad Didáctica III: Puertos.

Tema 5: El puerto: elementos generales de diseño.

-          Puertos mercantes, pesqueros y deportivos.

Tema 6: Obras marítimas.

-          Tipología y clasificación.

-          Diseño estructural de diques (verticales, en talud) y muelles. Estructuras pilotadas.

-          Procedimientos constructivos.

-          Maquinaria específica.

-          Seguimiento y conservación de obras marítimas.

-          Costes de las principales unidades de obra.

Tema 7: Legislación.

-          Descripción del programa R.O.M.

-          Contenidos del programa R.O.M.

Las prácticas de laboratorio serán las siguientes:

PL1: Análisis descriptivo de situaciones meteorológicas (2h).

PL2: Flotabilidad de cajones para construcción de diques (2h).

PL3: Cálculo y dibujo de planos de oleaje (2h).

PL4: Diseño de diques (3h).

La metodología empleada para alcanzar los resultados del aprendizaje, está en función de los criterios propuestos en la memoria de verificación, según la cual, clasifica a esta asignatura del tipo T3; y que corresponde aproximadamente a un aprendizaje de:

•          Clases expositivas: 35 horas.

•          Prácticas de laboratorio/campo/informática: 10 horas.

•          Prácticas de aula: 20 horas.

•          Tutorías grupales: 2 horas.

•          Sesiones de evaluación: 3 horas.

Correspondiendo a:

•          Trabajo presencial de docente y estudiantes: 70 horas.

•          Trabajo personal del estudiante: 90 horas.

La metodología utilizada consistirá en:

Clase expositiva de teoría y prácticas de tablero: una presentación expositiva de cada uno de los temas, por parte del profesor de la asignatura. Será impartida a todos los estudiantes conjuntamente, según los grupos de teoría establecidos, no necesariamente como lección magistral, sino procurando una participación activa del alumnado en la dinámica de las mismas. Se desarrollarán los contenidos teóricos de la asignatura, combinados con la resolución de problemas y ejercicios, poniendo a disposición de los estudiantes los materiales necesarios para su comprensión. Eventualmente, se podrá invitar a algún destacado profesional del sector para impartir alguna conferencia sobre determinados aspectos específicos, al objeto de complementar la formación recibida y ponerla en conexión con el mundo laboral y empresarial.

Las prácticas de aula serán impartidas a los grupos de alumnos establecidos, y van a permitir realizar actividades de discusión teórica o preferentemente prácticas realizadas en el aula que requieren una elevada participación del estudiante, incluyendo exposiciones orales de algún caso real o pequeño trabajo de investigación relacionado con la asignatura. Se procurará que el desarrollo de los conceptos sea paralelo al seguido en las clases expositivas, para que el estudiante encuentre una mayor facilidad en su asimilación.

Clases prácticas de laboratorio: Tienen lugar en los laboratorios docentes de los Departamentos de Energía y de Fabricación e Ingeniería de la Construcción (Áreas de Ingeniería Hidráulica y Mecánica de Fluidos y Área de Ingeniería de la Construcción), o en las aulas de informática de la Escuela. Se propondrá la resolución de diferentes trabajos, que serán desarrollados por los alumnos, y posteriormente calificadas por el profesor. Se podrá invitar a los alumnos al ya tradicional Concurso de Ingenios Hidráulicos y Aerodinámicos, organizado por el Área de Ingeniería Hidráulica en colaboración con el Área de Mecánica de Fluidos (Departamento de Energía) y patrocinado por empresas del sector, y que consiste en la resolución de un problema práctico y experimental, con un nivel de dificultad elevado, relacionado con el temario de la asignatura; el resultado final será el diseño y construcción de un prototipo para su ensayo en cualquiera de los laboratorios docentes del departamento (también de los departamentos que colaboren en cada edición). Por último, se procurará realizar alguna visita de campo, para que los alumnos conozcan alguna de las obras, instalaciones, empresas o instituciones del sector.

Tutorías grupales: Serán actividades programadas de seguimiento del aprendizaje en las que el docente se reúne con un grupo de estudiantes para orientar sus labores de estudio y aprendizaje autónomo y de tutela de trabajos dirigidos o que requieren un grado de asesoramiento muy elevado por parte del docente. Están orientadas a resolver aquellos aspectos que más interesen a los alumnos, por lo que se considera muy importante la participación activa y no solo la mera asistencia.

Con objeto de facilitar y racionalizar la organización docente de la universidad, se propone la siguiente tipología de modalidades organizativas:

  1. Presenciales:
    1. Clases expositivas.
    2. Prácticas de aula/Seminarios.
    3. Prácticas de laboratorio/campo/aula de informática/aula de idiomas.
    4. Prácticas clínicas hospitalarias.
    5. Tutorías grupales.
    6. Prácticas externas (en otras instituciones o empresas).
    7. Sesiones de evaluación.
  2. No presenciales:
  3. Trabajo autónomo.
  4. Trabajo en grupo.

En la tabla adjunta se recoge la planificación temporal en la que se contemplan el conjunto de actividades que deberán ser realizadas (esta organización tiene carácter orientativo):

TRABAJO PRESENCIAL

TRABAJO NO

PRESENCIAL

Temas

Horas totales

Clase Expositiva

Prácticas de aula /Seminarios/ Talleres

Prácticas de laboratorio /campo /aula de  informática/ aula de idiomas

Prácticas clínicas hospitalarias

Tutorías grupales

Prácticas  Externas

Sesiones de Evaluación

Total

Trabajo grupo

Trabajo autónomo

Total

La atmósfera y el océano

7.5

3

0

2

5

4.5

4.5

Las ondas en el mar

12.5

3

2

2

7

7.5

7.5

Generación, propagación y extinción del oleaje

27.5

7

4

2

13

16.5

16.5

Corrientes y procesos litorales

18.75

3

2

1

1.5

7.5

11.25

11.25

El puerto

12.5

5

0

5

7.5

7.5

Obras marítimas

57.5

11

12

4

27

34.5

34.5

Legislación

13.75

3

0

1

1.5

5.5

8.25

8.25

Total

150

35

20

0

2

3

70

0

90

90

MODALIDADES

Horas

%

Totales

Presencial

Clases Expositivas

35

22%

44%

Práctica de aula / Seminarios / Talleres

20

12,5%

Prácticas de laboratorio / campo / aula de informática / aula de idiomas

10

6,5%

Prácticas clínicas hospitalarias

0

0%

Tutorías grupales

2

1%

Prácticas Externas

0

0%

Sesiones de evaluación

3

2%

No presencial

Trabajo en Grupo

30

19%

56%

Trabajo Individual

60

37%

Total

160

La evaluación del aprendizaje de los estudiantes en la asignatura correspondiente a Obras Marítimas se realizará mediante los siguientes medios:

- Examen final sobre todo el temario desarrollado durante el curso (60%).

- Evaluación de los trabajos desarrollados en las clases prácticas de aula y participación en las clases expositivas (40%).

Se tendrá en cuenta, a la hora de calificar las pruebas:

- Orden, limpieza y presentación general.

- Redacción adecuada y ausencia de faltas de ortografía. Claridad, estructura lógica y nivel de detalle de la resolución.

- Uso de unidades correctas. Se considerará especialmente grave el uso de unidades que no mantengan la coherencia dimensional de las ecuaciones.

- Validez de los resultados, sin que estos sean disparatados o físicamente imposibles.

- Todo trabajo escrito entregado fuera de plazo no será evaluado.

Para aprobar la asignatura, la suma global habrá de ser igual o superior al 50%, siendo necesario que la calificación en cada uno de los apartados sea igual o superior al 40% de su valor.

En Prácticas de Aula y Tutorías Grupales se tendrá en cuenta la participación activa del alumnado. Se podrá valorar la asistencia a las Clases Teóricas, Prácticas de Aula y Tutorías Grupales, siempre y cuando la misma supere el 80%.

Las calificaciones obtenidas en Prácticas de Aula y Tutorías Grupales, y de las Prácticas de Laboratorio, se mantendrán solamente en las convocatorias extraordinarias del curso académico presente.

Tendrán carácter recuperable aquellas partes escritas de la evaluación (examen final, prácticas de laboratorio) y no lo tendrán las partes de asistencia. Un alumno se podrá presentar a la recuperación siempre y cuando no haya superado una o varias de las actividades. El procedimiento de evaluación de la recuperación de una actividad será el mismo que el de la actividad que la origina.

La evaluación diferenciada de los alumnos con derecho a la misma se realizará sobre el 100% de los contenidos correspondientes al examen final y los no presenciales descritos anteriormente (documentación de los trabajos prácticos, sin necesidad de asistir a clase y sin que se les penalice por ello), con la misma media ponderada que figura al inicio de este epígrafe.

Se amplía a continuación la información sobre las modalidades de evaluación:

Evaluación Ordinaria

La calificación final de la evaluación ordinaria se ponderará de acuerdo al siguiente criterio general:

  • EV-1 Examen de carácter teórico-práctico: 60 %
  • EV-2 Ejercicios, actividades e Informes realizados en las prácticas de laboratorio y/o salidas de campo: 40%

Para aprobar la asignatura se deberá obtener una calificación total igual o superior a 5 sobre 10 (50%), pero es requisito imprescindible obtener en cada parte de la asignatura y en todas las evaluaciones (EV-1 y EV-2) una calificación mínima de 4 puntos sobre 10.

Si no se alcanza esa calificación mínima en el examen, la asignatura no será aprobada, aunque la suma total de calificaciones sea igual o mayor a 5.

En ningún caso se podrán guardar partes de forma independiente, ya que la asignatura está estructurada como un conjunto de conceptos íntimamente relacionados entre sí.

Evaluación Extraordinaria

Los alumnos que no superen la asignatura en la Evaluación Ordinaria deberán realizar un examen final de carácter teórico-práctico, manteniéndose las calificaciones de los ejercicios, actividades, informes, trabajos y proyectos realizados durante el curso y correspondientes con las prácticas de aula y de laboratorio. No se guardarán notas entre distintos cursos académicos.

Las ponderaciones y los requisitos para superar la asignatura en la evaluación extraordinaria mantendrán los mismos criterios que en la evaluación ordinaria.

Modelo de evaluación diferenciado:

Los estudiantes que se acojan a este modo de evaluación, deberán realizar un único examen que constará de dos partes, la primera correspondiente a los contenidos teóricos-prácticos relativos a las clases expositivas y prácticas de aula, y una segunda parte correspondiente a las prácticas de laboratorio/informática. El alumnado acogido a esta modalidad es evaluado exclusivamente mediante una prueba escrita, la cual coincide en las mismas fechas que la correspondiente al modelo de evaluación general. La calificación total de la asignatura se corresponderá con la valoración de esta prueba. Es requisito imprescindible obtener en cada parte de la asignatura una calificación mínima de 4 puntos sobre 10.

Básica:

•Programa R.O.M. Puertos del estado

•Krystian W. Pilarczyk. Dikes and revetments. A.A. Balkema. 1998.

•Per Bruun. Design and construction of mounds for breakwaters and coastal protection. Elsevier. 1985.

•Vicente Negro, Ovidio Varela, Jaime H. Garc???a y Jos??? Santos. Dise???o de diques verticales. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. 2001.

•Vicente Negro y Ovidio Varela. Dise???o de diques rompeolas. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. 2002.

•Jonathan Simm and Ian Cruickshank. Construction risk in coastal engineering. Thomas Telford, 1998.

•Turgut Sarpkaya and Michael Isaacson. Mechanics of wave forces on offshore structures. Van Nostrand Reinhold Company Inc. 1981.

•Hans F. Burchath and Alberto Lamberti. Environmental design of low crested coastal defence structures (DELOS): Design guidelines. Pitagora Editrice Bologna. 2004.

•H. Oumeraci, A. Kortenhaus, W. Alsop, M. de Groot, R. Crouch, H. Vrijling and H. Voortman. Probabilistic design tools for vertical breakwaters, PROVERBS. 2001.

•Port engineerign: design and construction of ports and marine structures. McGraw-Hill Companies, 1971 - 611 p???ginas, Volumen 1. Per Bruun. Gulf Publishing Company, 1989.

•Port engineering: planning, construction, maintenance, and security. Gregory P. Tsinker. John Wiley & Sons, 2004 - 881 p???ginas.

Complementaria:

•Coastal Engineering: Waves, beaches, Wave-Structure Interactions T. Sawaragi, 1978, Elsevier.

•Wind generated ocean Waves, I.R. Young, Elsevier Ocean Engineering Book Series, Vol. 2.

•Breakwater and Closure Dams, K. d’Agremond and F.C. van Roode Spon Press, Coastal Engineering: Processes, Theory and Design Practice Dominic Reeve, Andrew Chadwick, Chris Fleming, Spon Press.

•Introduction to Coastal Engineering and Management J. Williams Kamphuis, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 16.

•Fishing harbour planning, construction and management FAO Series and Aquaculture Technical Paper 539.

•Coastal Processes with Engineering Applications Robert George Dean & Robert A. Dairymple Cambridge.

•Handbook of port and harbor engineering: geotechnical and structural aspects Gregory P. Tsinker, Chapman & Hall, 1997 - 1054 p???ginas.

•Winds, waves, and maritime structures: studies in harbour making and in the protection of coasts Griffin, 1963 - 294 p???ginas.

•Water Wave Mechanics for Engineers and Scientific, Robert George Dean & Robert A. Dairymple, World Scientific Publishing Company, Incorporated, 1991 - 353 p???ginas.

•The Dock and Harbour Engineer's Reference Book: Being a Compilation of Notes on Various Matters Connected with Maritime Engineering, and Ports and Harbours, Brysson Cunningham, C. Griffin, limited, 1914 - 319 p???ginas

•Dock and Harbour Engineering: The design of docks Henry F. Cornick, Brysson Cunningham

Griffin, 1968 - 338 p???ginas.

Port and harbour engineering Adrian Jarvis, Ashgate, 1998 - 416 p???ginas.

•A treatise on the principles and practice of harbour engineering Brysson Cunningham, Charles Griffin & Company, 1908 - 283 p???ginas.

•Waves in Oceanic and Coastal Waters Leo H. Holthuijsen, Cambridge.

PIANC - Dise???o Portuario en general:

•Use of Hydro/Meteo Information for Port Access and Operations MarCom report 117 - 2012

Written by : MarCom Working Group 117.

•Life Cycle Management of Port Structures, Recommended Practice for Implementation MarCom report 103 – October 2008 issue – 2008, Written by : MarCom Working Group 103

Catalogue of prefabricated elements MarCom report of WG 36 - 2005 Written by : MarCom Working Group 36.

•Breakwaters with vertical and inclined concrete walls MarCom report of WG 28 – 2003, Written by : MarCom Working Group 28.

•State-of-the-art of designing and constructing berm breakwaters MarCom report of WG 40 – 2003, Written by : MarCom Working Group 40.

•Guidelines for the design of fenders systems MarCom report of WG 33 – 2002, Written by : MarCom Working Group 33.

•Life cycle management of port structures - general principles PTC2 report of WG 31 – 1998, Written by : MarCom Working Group 31.

Planning of fishing ports, PTC2 report of WG 18 – 1998, Written by : MarCom Working Group 18.

Guidelines for the design of armoured slopes under open piled quay walls PTC2 report of WG 22 – 1997, Written by : MarCom Working Group 22.

•Criteria for movements of moored ships in harbours - a practical guide PTC2 report of WG 24 – 1995, Written by : MarCom Working Group 24.

•Floating breakwaters - a practical guide for design and construction PTC2 report of WG 13 – 1994, Written by : MarCom Working Group 13.

•Analysis of rubble mound breakwaters PTC2 report of WG 12 – 1992, Written by : MarCom Working Group 12.

•Development of modern marine terminals, PTC2 report of WG 09 – 1987, Written by : MarCom Working Group 09.

PIANC – Marinas:

•The use of alternative materials in marine structure construction RecCom report 105 – 2009, Written by : RecCom Working Group 105.

•Dredging of marinas, RecCom report of WG 13 - 2004 Written by : RecCom Working Group 13.

•Mooring systems for recreational craft RecCom report of WG 10 - 2002 Written by : RecCom, Working Group 10.

•Standards for the use of inland waterways by recreational craft SRN report of WG 08 – 2000, Written by : RecCom Working Group 08.

•Guidance on marine sanitation pumpouts SPN report of WG 07 – 1997, Written by : RecCom Working Group 07.

•Guidance on facility and management specification for marine yacht harbours and inland waterway marinas with respect to user requirements, Report of WG 05 of the commission for SPN – 1991, Written by : RecCom Working Group 05.

•Design of breakwaters for yacht harbours, Third international commission for sport and pleasure navigation - 1981 Written by : RecCom Working Group SPN 81.

•Standards for the construction, equipment and operation of yacht harbours and marinas, with special reference to the environment, International commission for sport and pleasure navigation – 1979, Written by : RecCom Working Group SPN 79.

•Ports located in small islands, PIANC Co-operation Commission – 2008, Written by : PIANC Co-operation Commission (CoCom).

PIANC – Generalidades:

•List of sea state parameters, Joint IAHR-PIANC report – 1986, Written by : International association for hydraulic research.

•Final report of the 3rd International Commission for the Study of Waves Report – 1980, Written by  International commission for the study of waves.

Otros Recursos (Campus Virtual, Departamentos de Energía y de Construcción e Ingeniería de la Fabricación de la Universidad de Oviedo, Áreas de Ingeniería Hidráulica y Construcción):

•Transparencias de la asignatura y material práctico de apoyo.