Análisis numérico de la influencia de los canales de navegación en la climatología portuaria, diseño y operatividad

Abstract

ABSTRACT: Navigation channels allow maritime transport, making it easier for ships to entry the port. They are increasingly necessary because of the size growth of large ships. Their design is usually one of the latest studies in maritime works. This means that the functional, structural and operational design of the port is often made without taking into account the geometric dimensions and final location of the navigation channel. The main objective of this Master final project is to demonstrate the influence of navigation channels on maritime climate, and therefore their importance for the structural design of the breakwater close to the navigation channel. This project is divided into two phases. Firstly, phase A, which constitutes the theoretical-controlled experiment, in which a comparative analysis between two different numerical models (commonly used for wave propagation) will be carried out: the SWAN and MSP models, with the aim of being able to identify their differences and the reliability of their predictions in relation to the process of propagation and transformation of the waves that runs over a port navigation channel dredged on natural terrain. Secondly and to conclude, phase B, which is the application to a real case (the port of Ghana) with the objective of quantifying the extreme wave conditions for the final design of the breakwater. It is known that the presence of the channel will affect wave propagation and therefore the amount of energy that reaches the port annually. Therefore,the final goal is to quantify the variations that may occur in the inner harbour agitation and the ultimate comparative design of the main mantle pieces of a sloping breakwater in the situations with and without the channel in a port located in Ghana, Africa.

RESUMEN: Los canales de navegación permiten el transporte marítimo, facilitando la entrada de los barcos al puerto, y son cada vez más necesarios en consonancia con el crecimiento en dimensiones de los grandes buques. Su diseño suele ser uno de los estudios últimos en obra marítima. Esto quiere decir que el diseño funcional, estructural y operativo del puerto se suele realizar sin tener en cuenta las dimensiones geométricas y ubicación final del canal de navegación. El presente Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo principal demostrar la influencia de los canales de navegación en la climatología portuaria, y por tanto su importancia de cara al diseño estructural de la obra de abrigo portuaria adyacente al canal de navegación. Se divide en dos fases. En primer lugar, la fase A, que constituye el experimento teórico-controlado, en la cual se llevará a cabo un análisis comparativo entre dos modelos numéricos comúnmente empleados para el trabajo de propagación de oleaje: los modelos SWAN y MSP, con el objetivo de poder identificar sus diferencias y la fiabilidad de sus predicciones, con relación al proceso de propagación y transformación del oleaje que discurre sobre un canal de navegación portuaria dragado sobre el terreno natural. En segundo lugar y para concluir, la fase B, que es la aplicación a un caso real (el puerto de Ghana) con el objetivo de cuantificar las diferencias en la estadística del oleaje extremal que condiciona el diseño último de las estructuras de abrigo. Se sabe que la presencia del canal afectará a la propagación del oleaje y por tanto a la cantidad de energía que anualmente llega al puerto. Por ello, el objetivo final es cuantificar las variaciones que puede presentar la agitación portuaria interior y el diseño último comparativo de las piezas del manto principal de un dique en talud en las situaciones con y sin canal en un puerto localizado en Ghana, África.