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UNIVERSIDAD “CESAR VALLEJO” - TRUJILLO
Facultad de IngenieríaEscuela Profesional de Ingeniería Civil
TEMA : COMPACTACIÓN EN LAS ISLAS DE DUBAI
NOMBRE DEL CURSO : MECÁNICA DE SUELOS
PROFESOR : ING SHEYLA CORNEJO RODRÍGUEZ
FECHA : TRUJILLO, 07 DE SEPTIEMBRE DE 2013.
RESPONSABLE NOTA
CALLE TERRONES, OSCAR GIANCARLO
OBSERVACIONES:
1.- ……………………………………………………………………………………………………………………………………
2.- ……………………………………………………………………………………………………………………………………
NOTA:……............................. ................................................
EN NUMERO EN LETRA FIRMA DEL PROFESOR
Escuela de Ingeniería CivilMecánica de Suelos – IV Ciclo
Docente: Ing Sheyla Cornejo Rodríguez Página 2
Escuela de Ingeniería CivilMecánica de Suelos – IV Ciclo
Datos generales de las Islas de Dubái
Dubái, situado a orillas del Golfo Pérsico,
En apenas 30 años los emiratos han pasado de ser un país pobre y
polvoriento, poblado por mercaderes y beduinos, a convertirse en uno de
los países más ricos del mundo, refugio para los ricos del Golfo Pérsico
y procedentes cada vez mas de todo el globo.
El descubrimiento de yacimientos petrolíferos, en la década de los 60,
fue el detonante de la proliferación de un país que aún no ha alcanzado
su apogeo económico.
En 1990, casi desértica, en 20 años surge pujante, imparable en su
lucha contra la arena y la soledad. Y en los últimos años una de las
ciudades modelos del mundo.
2010: ya inauguró el Burj Dubai, uno de los edificios más alto del mundo
: 808 m
Construyó islas artificiales, La Isla Palmera, de arena compactada y
reforzada con pilotes especiales para ganarle terreno al mar
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Las obras con las que Dubai pretende encandilar al resto del mundo son muy variadas. Van desde la construcción del edificio más alto del
mundo, el Hotel Burj-Al- Arab, único siete estrellas en el mundo, pasando por el Hydropolis, primer hotel enteramente submarino en el mundo, llegando a alfombrar de nieve gran parte de su desierto para
posibilitar la práctica del esquí. Pero lo que era y sigue siendo su apuesta principal es la conquista del mar, y para eso, el jeque mandó
comenzar el proyecto de la estructura más grande que jamás se había construido en el mar: The Palm Island.
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Compactación de suelos.
La compactación es el proceso realizado generalmente por medios mecánicos,
por el cual se produce una densificación del suelo, disminuyendo su relación de
vacíos. El objetivo de la compactación es el mejoramiento de las propiedades
geotécnicas del suelo, de tal manera que presente un comportamiento
mecánico adecuado.
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIÓN
Tipo de Suelo
Energía Específica
Método de Compactación
La Re compactación
Humedad
Sentido de recorrido de la escala de humedad
Temperatura y presencia de otras sustancias
METODOS DE COMPACTACIÓN
Por presión estática: fundamentalmente mediante una elevada presión estática que debido a la fricción interna de los suelos, tienen un efecto de compactaci6n limitado, sobre todo en terrenos granulares donde un aumento de la presión normal repercute en el aumento de las fuerzas de fricción internas, efectuándose únicamente un encantamiento de los gruesos.
Por impacto: trabajan únicamente según el principio de que un cuerpo que choca contra una superficie, produce una onda de presión que se propaga hasta una mayor profundidad de acción que una presión estática, comunicando a su vez a las partículas una energía oscilatoria que produce un movimiento de las mismas
Por vibración: trabajan mediante una rápida sucesión de impactos contra la superficie del terreno, propagando hacia abajo trenes de ondas, de presión que producen en las partículas movimientos oscilatorios, eliminando la fricción interna de las mismas que se acoplan entre si fácilmente y alcanzan densidades elevadas. Es pues, un efecto de ordenación en que los granos más pequeños rellenan los huecos que quedan entre los mayores
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Por presión estática
Por impacto
Por vibración
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Islas Artificiales en Dubái.
La ingeniería en un punto esplendido de su poder , desde un punto de vista
sencillo, claro y veraz, hará explorar los problemas del mundo real y el
potencial de las tecnologías emergentes con énfasis en la construcción de una
de las maravillas del siglo XXl, una palmera gigantesca empieza a tomar forma
en la costa de Dubái en el golfo árabe, realmente se está cambiando el mapa
del mundo, un desafió sin precedentes en el campo de la ingeniería y estos
disponen de las mejores maquinas dragadoras del mundo; es así
apasionante la manera en la que el ser humano resuelve los grandes
problemas que afectan a la humanidad.
A continuación vistas satelitales de Google Maps de las islas que se
construyendo en Dubái y se vienen construyendo
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Isla DeiraLa isla más grande de las tres que mide de
largo mide 14 km y de ancho 5,5km ocupara una superficie aproximada de 46,35 km2. Esta isla aún no está terminada y probablemente
no se concluya hasta el 2015
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World IslandsArchipiélago artificial. Un
complejo de 300 islas privadas que reproducen
el mapa del mundo.
Isla Jumeirah
Es una de la más pequeña de las tres islas,
está construida con la forma de un árbol de
palmera datilera, y consiste en tres partes: un tronco, una corona
con 17 frondas y una isla circundante creciente que
formará un rompe olas.
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Isla Palm Jebel AliEs la segunda de las islas artificiales de
acuerdo a su tamaño 8,4 km2. Se comenzó a construir en octubre del 2002
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Proceso de construcción de las Islas
El proceso de construcción del proyecto ambicioso, de la islas artificiales en
Dubái, fue una idea del príncipe, para poder afrontar la crisis que traerá consigo
la escases de petróleo, por lo que se aposto por crear estas mega
construcciones para poder hacer del turismo el mayor ingreso del Dubái.
Desde el principio se vio el problema de cómo construiría las islas, por lo que
se apto por el diseño de palmera que incrementa la cantidad de playa, pero
también se vio que no se podía usar la arena de los desierto, por lo que se
decidió dragarla del lecho marino. Es así que la fundación estará asentada
sobre roca calcificada y arena. Así como también se contó con expertos
ingenieros, y maquinarias pesadas, como las dragadoras.
Así es que el proceso de construcción de una de las islas es las siguientes:
primera etapa, construcción del rompeolas segunda etapa, la construcción de
la isla en forma de palmera y por último la edificación de las estructuras.
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Construcción de Rompeolas, que protegerá la estructura de la isla.
Construcción de la Isla en forma de palmera
Construcción de las edificaciones sobre la isla
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Parte 1: Rompe Olas
La isla estuviera hecha de materiales
naturales: arena y piedras, el principal
problema es que estos materiales son
fácilmente erosionables y las corrientes
marinas pueden producir que
desaparezca la isla. Para que esto no
acurra los ingenieros construyeron un
rompe olas con el fin de que sostuviera
la fuerza marina, para que este rompeolas sea rentable y no se derrumbe se
hicieron los cálculos previstos para que el rompe olas soportara la mayor
tormenta de la historia, estos cálculos daban como resultado que el rompeolas
tuviera tres metros de alto y once con cinco kilómetros de largo.
Para la construcción del rompeolas es necesario: 9 barcazas, 15 remolcadores,
4 dragadoras, 30 excavadoras de tierra y 10 grúas flotantes, el proceso de
construcción es el siguiente: las dragadoras descargan la arena en el lugar
necesario, para mantenerlo en su sitio y que las corrientes marinas no se la
lleven las barcazas con ayuda de las excavadoras de tierra vierten escombros
encima de la arena de tal forma que el rompeolas tiene una estructura más o
menos así:
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Primera capa:
Esta etapa consta que una barcaza, llevara las rocas seleccionadas hacia el
lugar del rompeolas, es así que esta barcaza transporta la carga de rocas y la
expulsa entera y de manera precisa e uniforme para evitar que el barco encalle,
por medio de tecnología GPS, descargando 12 mil toneladas de dura roca.
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Llenado uniforme de la barcaza, con las rocas.
Llevado del material hacia la zona, para colocar las rocas
Colocación de las rocas por medio de GPS, de manera uniforme
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Segunda capa:
Son rocas más larga y gruesas que impiden a las más pequeñas ser
succionadas por el mar.
Capa armadura:
Conocida como la armadura, son las rocas de la parte exterior, las cuales
aguantan el ímpetu de las olas
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Primera capa del rompeolas.
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Cuña o parte final:
Que aguantará las distintas capas inclinadas del rompeolas.
Geotextil:
Los espacios vacíos podrían generar problemas, el mar podría arrastrar
toneladas de arena hacia abajo, por eso se coloca un Geotextil capaz de
repeler las olas del mar.
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Parte 2: Isla Palmera
El primer reto al que se enfrentaron
los ingenieros fue construir el lecho
marino donde se asentaría el
gigantesco muro que protege la
isla. Para ello tuvieron que reunir
un ejército de supermáquinas
formado por 9 barcazas, 15
remolcadores, 4 dragadoras, 30
excavadoras de tierra y 10 grúas flotantes. Las dragadoras cogen arena del
cercano lecho marino y la descargan en una capa de hasta 8 metros de
espesor sobre la que se sostendrá el muro. De este modo, el rompeolas tendrá
una altura total de 7 metros, 4 por debajo del agua y tres por encima. Las
capas en pendiente reducen la fuerza de las olas cuando golpean el muro.
Pero es la capa exterior la que protege realmente la frágil isla de la fuerza del
mar, por lo que es en esa capa donde los ingenieros deben colocar grandes
rocas. Y la extracción de roca suficiente para levantar el muro de 11,5 Km, es
una tarea impresionante.
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Pero la mayor preocupación de los ingenieros, es que la fecha límite se
acercaba por lo que el muro de contención y la isla se tenía que ir
construyendo al mismo tiempo, con el peligro que se produzca una gran
tormenta o incluso un terremoto.
Para su realización se desarrolló como una simple isla y fue tomando forma de
palmera proporcionando el máximo de playas posibles, la hoja de la palmera
les permitiría crear doble playa a ambos lados; donde es oportuno ahora
nombrar dicha problemática para extraer la arena, uno podría decir que
encontrar arena iba hacer la parte más fácil en una tierra de desierto, más los
estudios realizados revelaron que no se puede colocar arena de desierto en el
mar, porque se volvería movediza y poco estable por lo que tuvieron que
replantearse de donde extraerían arena.
El barco “MARCO POLO”
Para comenzar con el dragado de la arena y rocas para la isla se llevó
escavando uno de los fondos más abruptos del planeta, la
fundación estará sentada sobre roca clasificada bajo el mar, tarea llevada a
cabo por el barco MARCO POLO, es uno de los enormes barcos que forma
parte de la flota uno de los líderes de operaciones de dragados bajo el mar,
corta con fiereza y profundidad el fondo del mar, arrancando rocas de metros
de grosor y compactando la arena, mientras el MARCO POLO devora el fondo
del mar, las bombas del barco succionan el duro material rocoso.
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El barco “PULVERIZADOR”
Para mover el material rocoso desde el marco polo hasta donde quedara
ubicada la isla “Palm Jebel Ali” es un proceso de dos etapas bien diferenciadas
la primera etapa es llevar el material a través de un enorme conducto, hasta
otro barco llamado el PULVERIZADOR,
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Este barco proyectará por medio de cañones disparando rocas y arena sobre el
objetivo, además podemos distinguir de este que cuenta con un sofisticado
sistema global que le permite saber que parte de la isla está creando.
El barco “EL ELCANO”
Para poder terminar la otra parte de
la palmera, aún hay una fundación
sumergida, lista para que se vierta
la última capa, 3 metros de fina
arena
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Crear la capa superior es un trabajo para otro tipo de gran barco “EL
ELCANO” una de las más grandes tragadoras del mundo que succiona los
fondos, tiene una potencia suficiente para lanzar arena por el aire hasta una
altura de 100 metros, este llegara a profundidades bajo el mar acerca de
25metros a los depósitos de arena y escavara con fuerza el fondo rocoso
marino.
Compactación del terreno
El problema que presenta la arena a la hora de construir en ella es que es
inestable, muy susceptible al movimiento del agua a su alrededor. Con el
tiempo la arena se compacta de forma natural, haciendo seguro construir sobre
ella. Pero eso es algo que tardaría años. La isla debe soportar una ciudad con
más de 100.000 personas, y para ello esta tiene que ser sólida como la roca.
Así, los ingenieros deben encontrar una forma de compactar la arena, de
hacerla firme, y no sólo para que sea posible construir encima, sino por una
razón más importante: Dubái descansa en una zona importante de terremotos.
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Cabezal de succión.
Succión del material
Colocación del material, en la isla
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Si un terremoto alcanzara la zona, la arena perdería coexibidad desde abajo, y
la fuerza lateral de este haría que la isla desapareciese. Este fenómeno se
llama licuación.
(En la foto de la derecha lo que sería una isla de arena. A la izquierda la isla desaparece tras el
impacto lateral de un terremoto)
La licuación ocurre cuando un temblor sacude la superficie terrestre haciendo
que las partículas de arena se muevan y se compacten. Al compactarse
fuerzan el agua que hay entre ellas hacia arriba, de modo que la tierra se licua,
lo que significa el hundimiento de la isla en el mar.
Después de realizar numerosos cálculos, llegaron a la conclusión de que
necesitaban una capa compacta de arena de 12 metros de profundidad.
Inspirándose en el fenómeno de la licuación, el equipo encontró la solución en
un principio llamado hidrocompactación que se basa en los principios de la
licuación.
Enseguida se pusieron manos a la obra. 15 máquinas trabajan a toda prisa
para reafirmar la tierra. Primero se hacen más de 200.000 agujeros en la arena
por toda la superficie de la isla. La máquina introduce agua a alta presión y
aire, haciendo que la sonda llegue muy abajo. Entonces, el asta de la máquina
vibra desde abajo, agitando la tierra a su alrededor y haciendo que se
compacte. Como en la licuación, la parte de arriba se hunde, pero a medida
que esto ocurre se echa más arena hasta que la alrededor de la sonda es
sólida. Por supuesto el trabajo es arduo y largo, pero debe hacerse para
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garantizar la seguridad de las más de 100.000 personas que vivirán en la isla.
Se tarda 8 meses en estabilizar toda la isla, pero a los tres meses, cuando el
tronco central ya se ha estabilizado, Palm Jumeirah está lista para comenzar
las obras en ella.
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Maquinaria utilizada para compactar en terreno. Y afianzar la seguridad de la isla y ponerla en orden a las normas medio-ambientales. Una máquina de
hoja de doble filo, mediante vibraciones va bajando, va
comprimiendo la arena a medida que baja al fondo, debido a la presión
sometida la arena empieza a separase y a comprimir todo el material de
alrededor. Para que así los edificios en la isla sean capaces de soportar
terremotos de hasta 5.5 en la escala de Richter.
Estas inmensas maquina bateadoras compactan la arena mediante vibraciones bajo una extrema de agua convirtiendo l
terreno en una sólida masa inamovible, la presión ejercida es muy grande y el resultado
excelente
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La Vibro compactación
La Vibro-Compactaciones usada para densificar suelos limpios y sin cohesión.
La acción del vibrador, usualmente acompañada por la inyección de agua a
chorros, reduce las fuerzas inter-granulares entre las partículas del suelo,
permitiéndoles moverse en una configuración más gruesa, logrando
típicamente una densidad relativa de 70 a 85 por ciento. La compactación es
lograda por encima y debajo de la capa freática.
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Estas inmensas maquina bateadoras compactan la arena mediante vibraciones bajo una extrema de agua convirtiendo l
terreno en una sólida masa inamovible, la presión ejercida es muy grande y el resultado
excelente
La madre naturaleza tardaría 15 años en
compactar la arena, estas máquinas lo hacen en 2
días.
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El proceso se basa en el hecho de que las partículas en estos suelos pueden
ser redistribuidas por medio de vibraciones. En la mayoría de los casos,
ayudados por la inyección de agua, se reduce temporalmente la fricción entre
las partículas permitiendo que se depositen por gravedad en su posición más
densa. (Más compacta).
Incrementa la capacidad de soporte y reduce el tamaño del cimiento
Reduce el asentamiento del cimiento
Mitiga el potencial de licuefacción
Permite la construcción sobre rellenos granulares
BIBLIOGRAFÍA
DOCUMENTAL MEGAESTRUCTURAS “LA ISLA PALMERA
DE DUBAI” de la National Geographic.
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DOCUMENTAL FIERAS DE LA INGENIERÍA “DUBÁI, ISLAS
ARTIFICIALES” de la Discovery Channel.
http://civilgeeks.com/2011/10/02/la-compactacion-de-suelos/
http://vibroflotacion.com/index.php?
option=com_content&view=article&id=44&Itemid=55
http://www.keller.com.mx/servicios/mejoria_suelo/
vibro_compactacion.html
http://www.dailymotion.com/video/xphzy3_discovery-channel-
fieras-de-la-ingenieria-dubai-islas-artificiales_tech
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