Xbloc

Un Xbloc es un bloque de hormigón disipador de olas (o «unidad de protección») diseñado para proteger costas, muros de puertos, malecones , rompeolas y otras estructuras costeras del impacto directo de las olas . El modelo Xbloc fue diseñado y desarrollado en 2001 por la empresa holandesa Delta Marine Consultants , ahora llamada BAM Infraconsult, una filial del Grupo Royal BAM . El Xbloc ha sido objeto de una extensa investigación por parte de varias universidades. ^{[ 1 ]}

Las unidades de protección de hormigón se utilizan generalmente en rompeolas y estructuras costeras. Estas unidades se colocan en una sola capa como capa exterior de la estructura costera. Esta capa se denomina capa de protección y cumple una doble función: (1) proteger el material subyacente contra la acción de las olas; (2) disipar la energía de las olas para reducir el rebase, el desbordamiento y la reflexión. Estas funciones requieren una protección pesada, pero porosa.

Los factores comunes para la aplicación de unidades de armadura de hormigón de una sola capa son:

• No se dispone de roca natural en el tamaño o la calidad necesarios para soportar las cargas de oleaje o corriente de diseño.
• La producción de las canteras es insuficiente para satisfacer la demanda de material.
• Las canteras existentes se encuentran a una distancia antieconómica de la ubicación del proyecto.
• Las conexiones viales tienen restricciones de carga (puentes) y otros cuellos de botella, están en mal estado o congestionadas.

Mientras que las unidades de armadura de hormigón más antiguas, como los tetrápodos, se colocan normalmente en una disposición de doble capa, las unidades de armadura modernas de una sola capa (como el Xbloc y el Accropode ) requieren significativamente menos hormigón, ^{[ 2 ]} reduciendo el coste y la huella de carbono . ^{[ 3 ]}

La patente del Xbloc expiró en 2023.

La unidad de protección Xbloc obtiene su estabilidad hidráulica de su propio peso y del enclavamiento con las unidades circundantes. Gracias a la capa de protección altamente porosa (con una porosidad de casi el 60%) construida con unidades Xbloc, la energía de las olas incidentes se absorbe en gran medida. Por lo tanto, la capa de protección Xbloc protege la roca subyacente de la erosión causada por las olas. Además de las fórmulas empíricas derivadas de ensayos con modelos físicos, la interacción entre los elementos del rompeolas (sumergidos o emergidos) y las olas, así como la filtración del fluido en el rompeolas poroso, se han investigado, entre otros, por MEDUS, basándose en ecuaciones RANS acopladas con un modelo de turbulencia RNG . ^{[ 4 ]}

Los bloques X se aplican típicamente en taludes de protección con pendientes entre 3V:4H y 2V:3H. A diferencia de la roca natural, la estabilidad hidráulica no aumenta en pendientes menos pronunciadas, porque, en esa situación, el efecto de enclavamiento se reduce. Los tamaños estándar de los bloques X varían entre 0,75 ^m³ (altura de ola significativa de hasta H _s = 3,35 m) y 20 m³ ⁽ H _s = 10,0 m). Cabe señalar que la relación dada entre la altura de ola de diseño y el tamaño del volumen es válida solo para la etapa conceptual. Otros parámetros como la pendiente de la costa, la configuración de la cresta , el equipo de construcción, etc., pueden tener un efecto importante en el tamaño de unidad recomendado. ^{[ 5 ]} Para el diseño detallado, en particular para situaciones no estándar, las pruebas con modelos físicos son esenciales y normalmente se llevan a cabo para confirmar la estabilidad general y el rendimiento funcional de un rompeolas (sobrepaso de olas y/o penetración de olas).

El efecto de entrelazamiento se hace evidente al comparar un revestimiento de roca con una unidad moderna de una sola capa para condiciones de contorno promedio, teniendo en cuenta la menor densidad específica del hormigón en comparación con la mayoría de las rocas naturales comúnmente utilizadas en la construcción de rompeolas. Suponiendo que la roca natural se colocara con la misma pendiente, el peso de cada roca individual sería tres veces mayor que el de las unidades Xbloc. La roca generalmente se coloca en doble capa, por lo que el volumen de material de protección que se debe extraer, almacenar, manipular, transportar e instalar puede ser enorme para un rompeolas grande expuesto a una acción de oleaje significativa. Debido al efecto de entrelazamiento, el peso, y por lo tanto el volumen, de las unidades de protección de una sola capa es considerablemente menor en comparación con una protección compuesta enteramente de roca. Además, las unidades normalmente se fabrican cerca o en el sitio del proyecto, por lo que los problemas de transporte son menos críticos.

El Xbloc está compuesto de hormigón sin armadura, similar a otras unidades de blindaje monocapa. El hormigón ordinario C25/30 suele ser el más adecuado para su fabricación. Sin embargo, a menudo se utiliza hormigón de mayor resistencia por otros motivos, como una mayor resistencia inicial para un desmoldeo más rápido, cargas de hielo, etc. Al omitir la armadura, se reducen el tiempo y los costes, y las unidades de blindaje son menos vulnerables a la corrosión a largo plazo. La forma óptima de una unidad de blindaje monocapa combina la robustez de un cuerpo de hormigón compacto con la esbeltez necesaria para el entrelazado. La integridad estructural se confirma normalmente mediante cálculos de elementos finitos (MEF) y ensayos de caída de prototipos.

Aunque se pueden utilizar moldes de madera y de acero para construir el encofrado Xbloc , se prefieren los de acero, ya que permiten un uso repetido para producir un gran número de unidades de blindaje. Se utilizan diversos diseños de moldes, compuestos por dos secciones. Los moldes se ensamblan vertical u horizontalmente. El vertido y la compactación del hormigón se realizan simultáneamente. Un diseño de encofrado adecuado facilita el desmoldeo en una fase temprana y previene en gran medida la formación de huecos, burbujas en la superficie y daños por impacto.

Debido a la forma de la unidad Xbloc, se puede utilizar un encofrado relativamente sencillo, compuesto por un número limitado de placas de acero diferentes. Dado que una sola unidad Xbloc puede pesar hasta 45 toneladas, la construcción se realiza lo más cerca posible del área de aplicación. ^{[ 6 ]}

A diferencia de la colocación de otros bloques de hormigón entrelazados, la unidad Xbloc no requiere especificaciones estrictas sobre la orientación de cada unidad en la pendiente del rompeolas. Debido a la forma del Xbloc, cada uno de los 6 lados de la unidad se entrelaza de manera eficiente. Por lo tanto, los bloques encuentran fácilmente una posición que aprovecha al máximo el mecanismo de entrelazamiento. Esto aumenta la eficiencia de la colocación de las unidades de protección en una pendiente. ^{[ 7 ]} Debido a la estructura aleatoria y la alta porosidad de un rompeolas Xbloc, se crea un hábitat de arrecife artificial para la fauna y flora marinas.

DMC llegó al mercado en 2018 con el XblocPlus. En lugar de ser simplemente una versión mejorada del Xbloc, el XblocPlus es un bloque con un funcionamiento diferente, con sus propias ventajas y desventajas. El XblocPlus requiere una colocación regular y posee características propias de bloques colocados, como columnas de basalto natural o bloques de hormigón colocados como el Basalton . ^{[ 8 ]} DMC vio oportunidades para este bloque en la mejora del Afsluitdijk , que comenzó en 2018. Allí, este bloque se utiliza en la zona de impacto de las olas. El bloque en este uso se denomina «bloque Levvel», en honor a la empresa conjunta que mejora el Afsluitdijk. El Basalton Quattroblok se coloca en la zona de ascenso de las olas en el Afsluitdijk. El XblocPlus también se utiliza en el canal del istmo del Vístula en Polonia. ^{[ 9 ]}

• Gestión costera : prevención de inundaciones y erosión de las costas. 
• Erosión costera : desplazamiento de tierra a lo largo de la línea costera. 
• Ola superficial oceánica – Olas superficiales generadas por el viento en aguas abiertas Páginas que muestran descripciones breves de destinos de redirección 
• KOLOS – Elemento de rompeolas de hormigón 
• Dolos – Elemento de rompeolas de hormigón 
• Tetrápodo – Elemento de rompeolas de hormigón 
• Accrópodo – Elemento de rompeolas de hormigón 

• Normas británicas, BS 6349 Código de buenas prácticas para estructuras marítimas, Parte 7, Guía para el diseño y la construcción de rompeolas , 1991.
• CIRIA/CUR, Manual de Roca , 2007 2
• Artículos de investigación sobre el desarrollo y diseño de las unidades de protección contra rompeolas Xbloc 3 Archivados el 9 de febrero de 2012 en Wayback Machine
• HJ Verhagen, Métodos clásicos, innovadores y no convencionales de protección costera , Sección de Ingeniería Costera, Universidad Tecnológica de Delft, Países Bajos, 2004 4
• Conferencia de Especialidades de la ASCE, Washington D.C., marzo, Seabees en servicio , 1983

• Consultores Marinos Delta
• Directrices de diseño de XblocArchivado el 25 de abril de 2019 en Wayback Machine.
• Manual de Rock 2007
• MEDUS (División de Ingeniería Marítima de la Universidad de Salerno)