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VI JORNADAS DE PROYECTOS Y OBRAS

COLAPSOS Y AVERÍAS EN OBRAS PORTUARIAS

1

Valencia, 4 de abril 2014

Gonzalo Gómez BarquínÁrea de Proyectos

VI Jornadas de Proyectos y Obras Colapsos y averías en obras portuarias

Alcance

Fallosestabilidad estructurales

2

En las fasesconstrucciónservicio


Definiciones

Colapso:destrucción o ruina de una estructura

Avería:

3

Avería:daño que impide el funcionamiento por

cualquier causa


CASOS DE AVERÍAS

Diques en talud

Diques verticales

Muelles de gravedad

4

Muelles de gravedad

Muelles de pilotes y tablestacas


1ª parte: Diques en talud

Características– Obra flexible– Exposición a temporales con sección incompleta,

avances, plataforma de trabajo,…– Averías graduales en manto no trabado– Reparable

5

– ReparableEsquema de fallosGrandes colapsosAverías más frecuentesRefuerzos de mantos


Esquema de fallos

6VI Jornadas de Proyectos y Obras

Colapsos y averías en obras portuarias

Grandes colapsosaño puerto dique avería causa lección

1976 Sines Oeste Colapso global

Dolos 40 t Extrapolación peso bloque

1976 Bilbao Punta Lucero

Manto y espaldón

Bloque 85 t con talud 3/2

Peso manto y berma

7VI Jornadas de Proyectos y Obras Colapsos y averías en obras portuarias

Lucero espaldón talud 3/2 berma insuficientes

1980 Arzew Isla Manto Tetrápodos 48 t Extrapolación peso bloque

1982 San Ciprián

Norte Manto Rotura dolos 50 t Extrapolación peso bloque

Punta Lucero (Bilbao) (1976)



Arzew El-Djedid (Argelia) (1980)



San Ciprián (Lugo) (1982)



Averías importantes (I)

año puerto dique avería causa lección

1920 Gijón Ppe. Astur.

pérdida de director y 2 voluntarios

galerna es inútil recuperar la grúa

1986 San Ciprián

Norte pérdida de la grúa

dolos por bloques

evitar retirar manto en invierno

11

Ciprián la grúa bloques manto en invierno

1996 Bilbao Abra pérdida de la grúa

temporal en constr.

morro de invernada

2001 Canarias Varios botaolas y barcos

rebases temporales infrecuentes tbén. ocurren (dir. E)


Ziérbena (Bilbao) (1996)



Averías importantes (II)


2001 Castellón provis. espaldón vida útil tramo

provisionalidades + peso cantos

2002 Ceuta NE espaldón y losa

mayor oleaje + socavac.

protección espaldón 2 capas + cota coronación

2002 Ceuta NW manto vida útil provisionalidades

13

2002 Ceuta NW manto vida útil tramo

provisionalidades (manto escaso)

2003 Tazacorte espig. playa

deslizaespaldón

mayor oleaje

protección espaldón 2 capas

2005 A Coruña auxiliar coronación del dique

temporal construc.

morro invernada + cota avance + protección detrás


Ceuta (2002)



Refuerzos de mantos

año puerto año puerto año puerto1960 Calpe 1983 Sóller 1997 Gijón

1960 Málaga (poniente)

1986 Cudillero 1999 Carboneras (cementero)

15

(poniente) (cementero)

1966 Málaga (levante)

1988 Garrucha 2002 Tazacorte

1979 Portonovo 1991 Lastres 2004 Sant Feliú de Guixols


Gijón (1997)



Carboneras (1999)



2ª parte: Diques verticales

CaracterísticasObra rígida

Averías instantáneas

No reparable

Esquema de fallos

18

Esquema de fallos

Grandes colapsos

Averías más frecuentesPérdidas de cajones


Esquema de fallos


Grandes colapsos (I)año puerto dique avería causa lección

1905 1915

Bizerta (Túnez)

colapso global

cimentación alta ola rota

1926 Valencia Xitá colapso global

socavación pie del dique

colocar rápido el bloque d guarda

1928 Antofa - colapso cimentación alta ola rota +

20

1928 Antofa -gasta (Chile)

colapso global

cimentación alta + bloques

ola rota + no monolítico

1933 Catania (Italia)

corona-ción

cimentación alta + bloques

ola rota + no monolítico

1934 Argel (Argelia)

Mustafá colapso global

socavación pie + seno + efecto dinámico

protección pie +>berma lado mar


Bizerta (Túnez) (1905,1915)



Valencia (1926)



Catania (Italia) (1933)



Mustafá (Argelia) (1934)



Grandes colapsos (II)año puerto dique avería causa lección

1944 Saint Laurent

desem-barco

colapso global

sin banqueta, relleno ni espaldón

vida útil 1 día

1944 Arromanches

desem-barco

colapso global

sin banqueta, relleno ni espaldón

vida útil 9 días

1955 Génova colapso global

socavación no monolítico + ola rota

25

global ola rota

1976 Niigata colapso global

terreno incompetente

> banqueta + ola rota

1991 Mutsu-Ogawara

desliza socavación ola rota

2001 Barce-lona

Nueva bocana

colapso global

socavación fondo arenoso

fases provisionales


Arromanches-Les Bains (Normandía)



Averías importantes


2004 Motril W espaldón juntas horizontales

no monolítico


Motril (2004)



3ª parte: Muelles de gravedad

Características

Obra rígida

Averías instantáneas

Esquema de fallos

29

Esquema de fallos

Grandes colapsos


Esquema de fallos


Grandes colapsos

año puerto muelle avería causa lección

1974 Cádiz Repara-ciones

deslizam. capa blanda + rell. hidráulico

repasar zanja + ϕϕϕϕ adecuado del trasdós

1976 Cádiz Alfonso XIII

deslizam. arco entre bloques

juntas verticales

31

2000 Kobe deslizam. sismo trasdós de pedraplén

2003 Málaga Nueve deslizam. mal dragado + relleno rápido

repasar zanja + plazo

2007 Barcelona Prat deslizam. mal trasdós + rell. hidráulico rápido

ϕϕϕϕ adecuado del trasdós + drenaje


Kobe (2000)



Málaga (2003)



Barcelona (2007)

34

DESPLAZAMIENTO APROX. 100m


Barcelona (2007)



La componente horizontal

Manga equivalente del cajón M' = kM , Fd cte.

3,54,04,55,0

k



1,01,52,02,53,03,5

40 35 30 25 20 15 10 5 0Φ =

La componente horizontal

Manga equivalente del cajón M' = kM , Fd cte.

2,5

3,0

3,5

k



1,0

1,5

2,0

2,5

30 25 20 15 10 5 0Φ =

Barcelona (2007) Transporte XXI, 15/7/07



4ª Parte: Muelles de pilotes y tablestacas

Características

Cimentación profunda

Colapsos

39

Colapsos

Averías en servicio


Colapsos y averías

año puerto muelle avería causa lección1950 Santander Maliaño deslizam.

profundo‘presa’ s/ fango

pilotes sobre firme

1998 Algeciras atraque rotura pilote

atraque bulbo

mejor aproximación del barco

1999 Huelva Juan rotura atraque mejor

40

1999 Huelva Juan Gonzalo

rotura pilote

atraque bulbo

mejor aproximación del barco

2000 Biarritz puerto deportivo

socavación sobre-dragado

incrementar resguardo

2004 Valencia armamto. socavación prueba de motores

dejar suficiente pasivo


Maliaño (1950)



Agradecimientos

• Juan Ignacio Grau

• Pablo Molinero

• Vicente Negro

42

• Vicente Negro

– “Diseño de diques verticales”

– “Diseño de diques rompeolas”


Citas

La experiencia es el nombre que todo el mundo da a sus errores



Oscar Wilde

MUCHAS

GRACIAS

44

GRACIAS


METHODOLOGY FOR RISK

ASSESSMENT IN COASTAL ZONES

IN SPAIN

Gonzalo Gómez Barquín

Jefe de Área de Análisis Técnico de Puertos del Estado

ANTWERP, December 11, 2003

Background (I)

• Directive 2002/59/CE of the European Parliament and

of the Council of 27 June 2002

– establishing a Community vessel traffic monitoring and

information system

– article 20, Places of refuge: “Member States shall draw

up plans to accommodate ships in distress”

• IMO Guidelines relative to places of refuge

• European Sea Ports Organization

– definition of “place of refuge” vs. port

• “Prestige” experience

– alternative strategies for ships in distress

Background (II)

• Puertos del Estado (State Ports Public Agency) is

committed to analyze:

– a global risk approach to maritime navigation safety

– a specific study on places of refuge at coasts of Spain

• Contents of this presentation:

– general guidelines relative to risk assessment

– particular guidelines relative to maritime navigation safety

– application to places of refuge along Spanish coasts

Risk Assessment

• Rational and systematic methodology to identify, analyze

and communicate the risks associated to a process or

activity, in order to allow organizations to:

– minimize losses

– maximize safety and/or benefits

• Guidelines relative to risk assessment based on:

– Previous experiences: UK, Germany, Australia

– International Maritime Organization (IMO)

Main elements of Risk Assessment’s process

Establecer el contexto

Tratar los riesgos

Evaluar los riesgos

Analizar los riesgos

Identificar los riesgos

Seguir

y

Revisar

Comunicar

y

Consultar

Establish context

Identify risks

Analyse risks

Evaluate risks

Address risks

Co

mm

un

ica

te a

nd

Co

nsu

lt

Fo

llow

an

d R

evis

ion

Risks Studies

• Systematic analysis of all events involving risk, evaluating

for each:

– Frequency (probability); and

– Consequences

• In order to assess:

– Acceptability (or not) of each risk

– Corrective measures to ensure acceptability of each risk

• Feedback process:

1 Define context

2 Identify events which involve risk

3 Calculate frequency of presentation of each event

4 Evaluate consequences of each event

5 Establish criteria to evaluate risks

6 Analyze corrective measures for unacceptable risks

7 Select the more suitable corrective measures

Risks Analysis

• Objectives:

– separate minor risks (acceptable) from major risks

(unacceptable)

– assess data to evaluate and address risks

• Type of risks analysis:

– qualitative

– quantitative

– combination of both

• Methodology for risks analysis:

– determine separately the risk of each individual event, which

allows to identify and act on the more critic

– develop a global verification on the set of events

Matrix model

“Tree” model

Risks Matrix model

Estimación de frecuencias

Frecuenciaversus daños

5

4

3

2

1

EVALUACIÓN DE LAS CONSECUENCIASVida humana

Impacto ambientalPérdidas económicas, etc.

Consecuencias/daños

1 2 3 4 5

No aceptable

Corregible

Aceptable

Suceso

MATRIZ DE DAÑOS

EVALUATION OF CONSEQUENCESHuman life

EnvironmentEconomic Loss

Consequences / Damages

UNACCEPTABLE

CORRIGIBLE

ACCEPTABLE

EVENT

ESTIMATION OF

FREQUENCIES

Frequencies vs.

Damages

DAMAGES MATRIX

1

5

4

3

2

1

2 3 4 5

Risks “Tree” model

P5

EXPLOSIÓN

CONSECUENCIASMUY IMPORTANTES

P1.P2.P3.P4.P5

CONSECUENCIASIMPORTANTES

P1.P2.P3.P4.(1-P5)

1-P5

NO EXPLOSIÓN

CONSECUENCIASMENORES

P1.P2.[P3.(1-P4)+(1-P3).P4]

SIN CONSECUENCIAS

P1.[P2.(1-P3).(1-P4)+(1-P2)]

SIN CONSECUENCIAS

P1.(1-P2)

P4

IGNICIÓN

1-P4

NO IGNICIÓN

P3

NO DISPERSIÓN

1-P3

DISPERSIÓN

1-P2

NO ROTURA

1-P2

NO ROTURA

P1

ACCIDENTECASUALTY

NO BREAKINGNO CONSEQUENCES

BREAKING

NO CONSEQUENCESNO DISPERSION

DISPERSION

NO IGNITION

IGNITION

MINOR

CONSEQUENCES

EXPLOSION

NO EXPLOSIONIMPORTANT

CONSEQUENCES

MAJOR

CONSEQUENCES

Risks Qualitative analysis

FREQUENCY

CONSEQUENCES

Insignificant1

Minor2

Significant3

Severe4

Catastrophic5

5 Frequent H H E E E

4 Probable M H H E E

3 Possible L M H E E

2 Remote L L M H E

1 Extremely rare L L M H H

E: extreme risk

H: high risk

M: medium risk

L: low risk

Risks Quantitative analysis (I)

Quantitative scale for frequency

LEVEL DESCRIPTIONINDICATIVEFREQUENCY

(FOR VESSEL AND YEAR)DEFINITION

5 FREQUENT > 10-2 Frequently produced

4 PROBABLE 10–2 > 10-3 It can happen several times

3 POSSIBLE 10–3 > 10-4 It can happen during usefullife

2 REMOTE 10–4 > 10-5 It can happen during usefullife with low probability

1 EXTREMELYREMOTE < 10-5 It can hardly occur during

useful life

Risks Quantitative analysis (II)

Quantitative scale for consequences

• Requires:

– classify damages

– determine consequences as a function of damages involved

• Consequences scope:

– space: place of accident + affected zones

– time: time of accident + lasting affection

• Consequences analysis:

– Human life (direct and third persons)

– Environment

– Other goods (direct, third persons, social and political

affection...)

Risks Quantitative analysis (III)

Risks evaluation

• Criteria for risks evaluation:

– Fit to analyzed risk cases

– Reflect national and international legislation

– Objective and easy to apply

– Consider local conditions

– Have general acceptance

– Different criteria for different goods involved

– Able to measure both individual risk and social risk

• Risk levels:

– Unacceptable

– Corrigible

– Acceptable

Risks Quantitative analysis (IV)

Matrix model

FREQUENCY

CONSEQUENCES

Insignificant1

Minor2

Significant3

Severe4

Catastrophic5

5 Frequent A C C UA UA

4 Probable A C C UA UA

3 Possible A A C C UA

2 Remote A A A C C

1 Extremely rare A A A A A

UA: unacceptable risk

C: corrigible risk

A: acceptable risk

Risks Quantitative analysis (V)

“Tree” model

1.E-07

1.E-06

1.E-05

1.E-04

1.E-03

0.1 1 10 100

Numero de bajas anuales (N)

Fre

cuen

cia d

e b

aja

s an

uale

s >

=N

Personal vinculado

1.E-07

1.E-06

1.E-05

1.E-04

1.E-03

0.1 1 10 100

Numero de bajas anuales (N)

Fre

cuen

cia d

e b

aja

s an

uale

s >

=N

Terceras personas

NO ACEPTABLE

CORREGIBLE

ACEPTABLE

NO ACEPTABLE

CORREGIBLE

ACEPTABLE

Number of annual casualties (N)

Fre

quency

of annual casualtie

s >

N

Number of annual casualties (N)

Direct affection Indirect affection

UNACCEPTABLE

UNACCEPTABLE

ACCEPTABLE

ACCEPTABLE

CORRIGIBLE

CORRIGIBLE

Addressing risks

• Options:

– Avoid risk

– Reduce frequency

– Reduce consequences

– Move risk

– Hold risk

• Actions:

– Evaluate options

– Select more suitable options

– Establish new controls

– Set up treatment plans

– Implement treatment plans

Application to places of refuge along Spanish coasts (I)

• Analysis focused on:

– Identify places of refuge for ships in distress

– Contribution of places of refuge to reduce consequences of

casualties

• Stages to identify places of refuge:

• STEP 1: Identify all possible places of refuge for vessels,

for each coastal zone, taking into account:

- depth (>12m)

- natural conditions (i.e. shelter from waves, currents and winds)

- added conditions (i.e. equipment to transfer oil)

231 AREAS

Results from stage 1 - Example: NW Coast

Application to places of refuge along Spanish coasts (II)

• STEP 2: Select more

suitable places of refuge,

as a function of:

– Situation

– Topography / depth

– Shelter degree

– Maritime Accessibility

– Tug boats requirements

– Land Accessibility

– Infrastructures

– Equipment

– Anchoring possibilities

– Social affection

– Environmental affection

Results from stage 2 - Example place of refuge

Application to places of refuge along Spanish coasts (III)

• STEP 3: Select a reduced

set of places of refuge, as

a function of:

– Best shelter conditions

– Global covering of all

coasts

– Less social impact

– Best equipment for

emergencies

35 PLACES

Results from stage 3 - Example place of refuge

ADDITIONAL

RELEVANT DATA

PHOTOGRAPHIES

DEPTH AND SEA

BOTTOMS

IDENTIFICATION

WAVES AND WINDS

LAND ACCESS,

CLOSEST TOWNS

SYNTHESIS OF

RELEVANT DATA

Acknowledgements

PROES

Carlos Sanchidrián,

Civil Engineer

METHODOLOGY FOR RISK ASSESSMENT IN

COASTAL ZONES IN SPAIN

Thanks for

your attention!

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