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7.91. Puertos (Obligatorio)

7.91.1. Justificación ↑ Volver arriba

Puertos es el curso de ingeniería portuaria de la línea de Vialidad, Geomática e Ingeniería de Transporte, que extiende los principios de diseño geométrico y de alineamiento desarrollados en Diseño Vial (CE2T5) a la planificación y diseño de instalaciones portuarias marítimas. El curso se abre situando el puerto dentro del sistema nacional y regional de transporte y logística multimodal, luego desarrolla un plan maestro portuario y los criterios de diseño de terminales que de él se derivan. Cubre la hidráulica marítima (mecánica de olas, mareas y corrientes, y condiciones metoceánicas de diseño) que rige todas las decisiones de diseño posteriores, el dragado y el levantamiento batimétrico necesarios para establecer y mantener profundidades navegables, y la investigación geotécnica de sitio requerida para caracterizar las condiciones de cimentación. Sobre esta base, el curso aborda el diseño estructural de las obras exteriores de un puerto (rompeolas y protección costera) y sus obras interiores (muros de atraque, muelles, sistemas de amarre y defensas), la selección y disposición de equipos de manipulación de carga e instalaciones de patio, y las prácticas de operación, seguridad y gestión ambiental que mantienen a un puerto funcionando una vez construido.

7.91.2. Objetivos Generales ↑ Volver arriba

1. Desarrollar un plan maestro portuario, situando un puerto dentro de un sistema nacional o regional de transporte y logística multimodal y pronosticando la demanda de tráfico de carga y buques.
2. Analizar la generación, propagación y transformación de olas, y seleccionar las condiciones metoceánicas de diseño para instalaciones portuarias.
3. Procesar datos de levantamiento batimétrico y diseñar canales de acceso y áreas de maniobra, y evaluar datos de investigación de sitio para el diseño de cimentaciones.
4. Diseñar rompeolas y obras de protección costera para condiciones de ola especificadas.
5. Diseñar muros de atraque, muelles, sistemas de amarre y sistemas de defensas para condiciones especificadas de buque, suelo y carga.
6. Seleccionar equipos de manipulación de carga y planificar la disposición de patios y la capacidad de terminales de contenedores para el rendimiento proyectado.
7. Analizar la capacidad y el rendimiento de terminales, y evaluar las prácticas de seguridad, protección y gestión ambiental del puerto.

7.91.3. Contribución a los resultados (Outcomes) ↑ Volver arriba

ABET-1) Habilidad para identificar, formular y resolver problemas complejos de ingeniería aplicando principios de ingeniería, ciencias y matemáticas. (Usage)

ABET-2) Habilidad para aplicar el diseño en ingeniería y producir soluciones que satisfagan necesidades específicas considerando la salud pública, seguridad y bienestar, así como factores globales, culturales, sociales, ambientales y económicos. (Usage)

ABET-6) Habilidad para desarrollar y conducir experimentación apropiada, analizar e interpretar datos, y utilizar el criterio de ingeniería para obtener conclusiones. (Usage)

7.91.4. Contenido ↑ Volver arriba

7.91.4.1. Planificación Portuaria (14 horas) [Habilidades ABET-1,ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Tsinker, 2004; Agerschou et al., 2004)

Temas

1. Proceso de planificación maestra portuaria
2. Criterios de selección de sitio para el desarrollo portuario
3. Planificación de sistemas portuarios dentro de redes logísticas nacionales y regionales
4. Pronóstico de la demanda de carga y tráfico de buques

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Elaborar un plan maestro portuario [Usar]
2. Evaluar sitios candidatos para el desarrollo portuario [Evaluar]
3. Describir cómo se inserta un puerto dentro de una red logística nacional o regional [Familiarizarse]
4. Pronosticar la demanda de carga y tráfico de buques [Usar]

7.91.4.2. Hidráulica Marítima para Puertos (4 horas) [Habilidades ABET-1] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (U.S. Army Corps of Engineers, 2002)

Temas

1. Análisis de generación, propagación y transformación del oleaje
2. Caracterización de mareas y corrientes para el diseño portuario
3. Análisis de agitación portuaria y resonancia (seiche)
4. Condiciones metoceánicas de diseño y selección del período de retorno

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Analizar la generación, propagación y transformación del oleaje en un emplazamiento portuario [Usar]
2. Caracterizar las mareas y corrientes relevantes para el diseño portuario [Familiarizarse]
3. Evaluar el riesgo de agitación y resonancia portuaria para una disposición propuesta [Evaluar]
4. Seleccionar las condiciones metoceánicas de diseño para un período de retorno dado [Usar]

7.91.4.3. Dragado y Batimetría (2 horas) [Habilidades ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Agerschou et al., 2004; U.S. Army Corps of Engineers, 1983)

Temas

1. Diseño de canales de acceso y dársenas de maniobra
2. Selección de equipos y métodos de dragado
3. Disposición y reaprovechamiento del material dragado
4. Principios de levantamiento batimétrico y procesamiento de datos

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Diseñar un canal de acceso y una dársena de maniobra para un buque de diseño [Usar]
2. Seleccionar el equipo y método de dragado apropiados para condiciones de sitio dadas [Evaluar]
3. Evaluar opciones de disposición y reaprovechamiento del material dragado [Familiarizarse]
4. Procesar datos de levantamiento batimétrico para sustentar el diseño del canal [Usar]

7.91.4.4. Rompeolas y Estructuras Costeras (12 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (U.S. Army Corps of Engineers, 2002)

Temas

1. Fundamentos de diseño de rompeolas
2. Revestimientos y obras de protección costera
3. Estabilidad del manto de protección y dimensionamiento de unidades
4. Selección entre rompeolas de escollera y rompeolas verticales

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Diseñar la sección transversal de un rompeolas para condiciones de oleaje especificadas [Usar]
2. Describir alternativas de revestimiento y protección costera [Familiarizarse]
3. Dimensionar unidades del manto de protección para estabilidad hidráulica [Usar]
4. Seleccionar entre tipos de rompeolas de escollera y verticales para un sitio dado [Evaluar]

7.91.4.5. Diseño de Atraques y Muelles (16 horas) [Habilidades ABET-2,ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Thoresen, 2018)

Temas

1. Diseño de muelles (estructuras de gravedad, tablestacado y pilotes)
2. Dimensionamiento de atraques para clases de buque de diseño
3. Sistemas de amarre y disposición de bolardos
4. Selección de sistemas de defensas y diseño de absorción de energía

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Diseñar un muelle para condiciones de suelo y carga especificadas [Evaluar]
2. Dimensionar un atraque para una clase de buque de diseño [Usar]
3. Disponer un sistema de amarre y la distribución de bolardos [Usar]
4. Especificar un sistema de defensas con base en los requisitos de absorción de energía de atraque [Evaluar]

7.91.4.6. Manipulación de Carga y Diseño de Patios (4 horas) [Habilidades ABET-2] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Thoresen, 2018)

Temas

1. Equipos de manipulación de carga (grúas pórtico, grúas de patio, fajas transportadoras)
2. Disposición de patios y planificación de capacidad de almacenamiento
3. Diseño de terminal de contenedores y dimensionamiento de rendimiento
4. Diseño de instalaciones para carga a granel y carga general

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Seleccionar equipos de manipulación de carga apropiados para un tipo de carga dado [Familiarizarse]
2. Planificar la disposición de patios y la capacidad de almacenamiento para el rendimiento proyectado [Usar]
3. Dimensionar una terminal de contenedores para el rendimiento proyectado [Usar]
4. Describir los requisitos de diseño de instalaciones para carga a granel y carga general [Familiarizarse]

7.91.4.7. Operaciones, Seguridad y Gestión Ambiental Portuaria (4 horas) [Habilidades ABET-6] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Tsinker, 2004)

Temas

1. Análisis de capacidad y rendimiento de terminal
2. Integración intermodal con cadenas logísticas terrestres
3. Seguridad de instalaciones portuarias bajo el Código ISPS
4. Gestión ambiental y sostenibilidad portuaria

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Analizar la capacidad y el rendimiento de una terminal [Evaluar]
2. Describir la integración intermodal con cadenas logísticas terrestres [Familiarizarse]
3. Explicar los requisitos de seguridad de instalaciones portuarias bajo el Código ISPS [Familiarizarse]
4. Evaluar las prácticas de gestión ambiental y sostenibilidad portuaria [Evaluar]

7.91.5. Referencias Bibliográficas ↑ Volver arriba

Tsinker, G. P. (2004). Port Engineering: Planning, Construction, Maintenance, and Security. Wiley.

Agerschou, H. et al. (2004). Planning and Design of Ports and Marine Terminals. Thomas Telford, 2nd edition.

U.S. Army Corps of Engineers (2002). Coastal engineering manual. Technical Report EM 1110-2-1100, U.S. Army Corps of Engineers.

U.S. Army Corps of Engineers (1983). Hydraulic design of deep-draft navigation projects. Technical Report EM 1110-2-1613, U.S. Army Corps of Engineers.

Thoresen, C. A. (2018). Port Designer's Handbook. ICE Publishing, 4th edition.