Development of a critical structure state alarm system based on the instrumentation of the Botafoc breakwater nº 8 caisson

Balearic Port Authority has developed an instrumentation system for the #8 caisson of the Botafoc breakwater that integrates 12 pressure sensors located at three surfaces, two in contact with the sea water and another with the bottom. This design was completed with an inertial system that measures the angular velocities and the accelerations over the three Cartesian axes. Consequently, the system measures actions (pressures) and reactions (movements and accelerations) experimented by the caisson, due to sea waves and/or other service loads. R+D department of the Port Authority and Polytechnic University of Madrid are working on two directions, the development of new theories on vertical breakwater design that go beyond Goda and Sainflou, and on the creation of a real-time critical structure alarm system, based on the instrumentation installed. This alarm system has two main parts: the instrumentation itself that collects data and processes it on real-time (the data processing compares the pressure law suffered by the caisson in every step process with the design critical state of the caisson, in this case the Goda pressure law for a 6.5 m wave), giving a security coefficient that points out the risk level on real-time; and the alarm system consisting of a monitoring panel located in the Port Control Center that shows the risk level and advises in case of an incidental evacuation of this critical portuary installation

Tratamientos masivos de datos procedentes de la instrumentación del dique de Botafoc (Ibiza).

El análisis de las diferentes estrategias de tratamiento de los datos brutos ofrecidas por las modernas instrumentaciones, y la dilatada experiencia en este campo del equipo técnico que redacta este artículo, ha permitido desarrollar y optimizar metodologías de tratamiento de la señal bruta de presiones registrada por los sensores instalados en el cajón número 8 del Dique de Botafoc (Ibiza). Además, gracias al desarrollo de estas nuevas herramientas, se han podido analizar aspectos relevantes en la interacción oleaje-estructura, que, aunque ampliamente descritos de forma teórica por la ingeniería portuaria, se ven ahora confirmados con claridad en medidas tomadas en la naturaleza y no en un laboratorio de experimentación. La instrumentación instalada en el Dique de Botafoc en el año 2002 cuenta con dos secciones idénticas. En cada una de las secciones instrumentadas se instalaron doce sensores de presión y subpresión, ubicados en los tres paramentos en contacto con el agua a diferentes cotas, tal y como se muestra en la figura 1, 7 sensores en el paramento vertical entre las cotas –12,00 m. y +5,00 m., 4 sensores de subpresión, y otro sensor adicional en el paramento abrigado y a cota – 4,00 m. para medir la presión hidrostática real y de la eventual agitación interior presente en la dársena abrigada

Análisis de movimientos y aceleraciones provocados por las acciones del oleaje y de los buques en el dique de Botafoc (Ibiza)

El reciente desarrollo de la instrumentación diseñada para proporcionar datos de aceleraciones y movimientos del cajón número 8 del dique Botafoc (Ibiza), perteneciente a la Autoridad Portuaria de Baleares (Puertos del Estado), en conjunción con datos procedentes de una instrumentación compuesta por sensores de presión existente en el paramento vertical, proporciona un novedoso medio para analizar la respuesta estructural del cajón, no sólo ante la acción del oleaje, sino también ante los efectos producidos por las maniobras de los buques en el muelle. Como la medición de estas aceleraciones y velocidades angulares se hace a altas frecuencias (de hasta 400 Hz), podemos proporcionar datos válidos acerca del comportamiento estructural y de los movimientos reales del cajón, tratando de correlacionar este comportamiento con los resultados obtenidos por el grupo de trabajo PROVERBS (Probabilistic design of vertical breakwaters, MAST III EU Programme), y generando una base de datos estadística de movimientos que deben considerarse para enriquecer los conocimientos en este ámbito. Además, la posibilidad de registrar los efectos causados por las maniobras de atraquedesatraque-estancia de los buques, abre un nuevo punto de vista al diseño estructural de un dique-muelle, siendo también de gran interés para los diseñadores de obras marítimas y para la correcta definición de las maniobras del buque en el muelle. The recent deployment of new instrumentation designed to provide accelerations and angular velocities from caisson #8 at Botafoc seawall, Ibiza, along with an existing pressure sensor instrumentation at the vertical wall, provides a way to record and process data of the structural response, not only to waves, but also to effects caused by ship mooring operations at Botafoc seawall. As the measurement of these angular speeds and accelerations is programmed with sampling frecuencies up to 400 Hz, and by integrating all data through time we may provide suitable data of the structural behaviour of the caisson. This behaviour is tried to be correlated with the PROVERBS working group achievements (Probabilistic design of vertical breakwaters, MAST III EU Programme), generating a statistical movement database that must be used to improve knowledge on this subject. Also the possibility to record the effects caused by the different ship mooring operations is a new point of view of the complete structural design of a seawall-wharf, which is considered an interesting matter for coastal designers as well for a correct ship mooring processes definition