{"id":12514,"date":"2022-03-29T12:05:22","date_gmt":"2022-03-29T12:05:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.icog.es\/TyT\/?p=12514"},"modified":"2022-04-19T09:32:09","modified_gmt":"2022-04-19T09:32:09","slug":"geotecnia-de-unidades-salinas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.icog.es\/TyT\/index.php\/2022\/03\/geotecnia-de-unidades-salinas\/","title":{"rendered":"GEOTECNIA DE UNIDADES SALINAS"},"content":{"rendered":"\n
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TIERRA Y TECNOLOG\u00cdA N\u00ba 59 | DOI: <\/strong>https:\/\/dx.doi.org\/10.21028\/mlb.2022.03.29<\/a> Autores<\/strong>: Manuel Lombardero Barcel\u00f3. Ge\u00f3logo colegiado n\u00ba 373. Consultor. Marcos Llana Fern\u00e1ndez. Ge\u00f3logo colegiado n\u00ba 5.191. Control y Estudios S. L.<\/p>\n\n\n\n

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Debido al largo proceso administrativo que habitualmente sigue en Espa\u00f1a el proyecto y construcci\u00f3n de las grandes obras p\u00fablicas, ha ocurrido algunas veces que, una vez establecido un trazado o un emplazamiento, resulta extremadamente dif\u00edcil y costoso cambiarlo sustancialmente, incluso aunque los estudios posteriores demuestren la existencia de una geolog\u00eda problem\u00e1tica. En algunas ocasiones, los aspectos geol\u00f3gicos no han tenido la suficiente profundidad en las primeras etapas de proyecto (anteproyecto, estudio de factibilidad, estudio informativo): podr\u00edan citarse ejemplos de obras en las que el presupuesto inicial se ha triplicado por problemas geol\u00f3gicos no detectados en las primeras fases de estudio. En este trabajo, pretendemos dar a conocer un ejemplo de lo contrario, como (y gracias a una serie de dilaciones en proceso administrativo), ha sido posible variar sustancialmente el trazado de una l\u00ednea ferroviaria en fase temprana de proyecto, evitando un terreno salino muy desfavorable.<\/p>\n\n\n\n

Veinte a\u00f1os y una DIA<\/h2>\n\n\n\n

El tramo entre Burgos y Vitoria de la red ferroviaria espa\u00f1ola de alta velocidad se comenz\u00f3 a estudiar en 2002, hasta 2015, en varios proyectos del Ministerio de Fomento y del ADIF. Se trata de una actuaci\u00f3n importante, que forma parte del Proyecto Prioritario n\u00ba 3 del Eje Atl\u00e1ntico Ferroviario Europeo, al cual dar\u00e1 continuidad en el territorio espa\u00f1ol a lo largo de 95 km. Algunos de aquellos primeros estudios llegaron incluso a someterse a informaci\u00f3n p\u00fablica, aprobarse la Declaraci\u00f3n de Impacto Ambiental (DIA) y redactarse los proyectos constructivos, aunque afortunadamente no llegaron a licitarse las obras, por diversas razones de tipo econ\u00f3mico y administrativo. Para el subtramo Burgos-Pancorbo, de unos 50 km de longitud, el denominador com\u00fan del trazado en tales proyectos fue seguir, con pocas variaciones, el corredor de infraestructuras por el que discurren la l\u00ednea ferroviaria actual, la carretera N-I, la autopista AP-1, gasoductos y oleoductos.<\/p>\n\n\n\n

En junio de 2017, el Ministerio de Fomento encomend\u00f3 a la ingenier\u00eda INECO la redacci\u00f3n de un nuevo Estudio Informativo. Un aspecto esencial del Estudio fue que, desde los primeros pasos, se consider\u00f3 que los aspectos geol\u00f3gicos y geot\u00e9cnicos tuviesen el peso necesario para valorar adecuadamente las diferentes alternativas de trazado.<\/p>\n\n\n\n

Terminada la redacci\u00f3n, se someti\u00f3 a informaci\u00f3n p\u00fablica este nuevo Estudio Informativo y, una vez resueltas las alegaciones, el Ministerio para la Transici\u00f3n Ecol\u00f3gica y Reto Demogr\u00e1fico emiti\u00f3 la correspondiente DIA en 2021, casi 20 a\u00f1os despu\u00e9s de iniciar los primeros estudios. El pasado 8 de enero de 2022, fue publicada en el BOE la aprobaci\u00f3n definitiva del \u00abEstudio Informativo del proyecto de la l\u00ednea de alta velocidad Burgos-Vitoria\u201d, con un precio base de licitaci\u00f3n de la obra de 1.443 M\u20ac.<\/p>\n\n\n\n

La Geotecnia y las Sales<\/h2>\n\n\n\n

Durante la ejecuci\u00f3n del Estudio Informativo, pronto se comprob\u00f3 que el corredor ferroviario contemplado en estudios anteriores discurre por la margen nor-oriental de la Cuenca del Duero en su enlace con la del Ebro, donde afloran litolog\u00edas salinas de la Facies Cerezo, la cual contiene evaporitas lacustres del Mioceno Superior. Concretamente, durante la realizaci\u00f3n de la primera fase del Estudio a escala 1:25.000, la denominada Alternativa Central cruzaba la F. Cerezo a lo largo de unos 25 km. La F. Cerezo contiene sales s\u00f3dicas y c\u00e1lcicas, singularmente yeso, anhidrita y glauberita, \u00e9sta \u00faltima explotada como sulfato s\u00f3dico natural en Cerezo de R\u00edo Tir\u00f3n y Belorado, en la que es una de las mayores explotaciones mineras de esta sustancia a escala mundial.<\/p>\n\n\n\n

La experiencia previa indicaba que las grandes obras p\u00fablicas en formaciones salinas son caras y complicadas. Antecedentes de infraestructuras construidas en este tipo de formaciones, en las que se dieron graves problemas geot\u00e9cnicos (algunos de los cuales contin\u00faan), son el T\u00fanel de El Regajal y el Desmonte de Sese\u00f1a, ambos en la l\u00ednea ferroviaria de alta velocidad Madrid-Valencia; o los que arrastra casi desde su construcci\u00f3n la prolongaci\u00f3n de la L\u00ednea 7 del Metro de Madrid. Adicionalmente, ya eran conocidos los problemas de expansividad que genera la anhidrita al transformarse a yeso, como ocurri\u00f3 en la Central de Asc\u00f3 (Grupo de Geotecnia, 2015), en el T\u00fanel de Montblanc y en el viaducto del Pont de Cand\u00ed, todos ellos en Tarragona. Hoy en d\u00eda son conocidos, incluso para el gran p\u00fablico, los problemas que se producen en la obra p\u00fablica en terrenos salinos, especialmente por la repercusi\u00f3n medi\u00e1tica que tienen los cortes en el servicio de la L\u00ednea 7 del Metro de Madrid, para someterse a reparaciones peri\u00f3dicas.<\/p>\n\n\n\n

En el Anejo de Geolog\u00eda y Geotecnia del Estudio Informativo redactado por INECO (ADIF, 2017) se dice:<\/p>\n\n\n\n

\u00abLos problemas generados por los grandes desmontes y los t\u00faneles en series sedimentarias lacustres que contienen sulfatos s\u00f3dico-pot\u00e1sicos, que adem\u00e1s suelen ir acompa\u00f1ados de cloruros como la halita, son de dif\u00edcil y costosa soluci\u00f3n. Llamamos encarecidamente la atenci\u00f3n sobre la denominada Facies Cerezo y su equivalente lateral, la Facies Villatoro, que son atravesadas por la Alternativa Central a lo largo de 25 km. Se trata de un terreno salino evolutivo que puede dar problemas geot\u00e9cnicos serios.\u00bb<\/p>\n\n\n\n

Gracias al estudio de los antecedentes bibliogr\u00e1ficos, se ten\u00edan noticias de que en algunos grandes desmontes excavados en la Facies Cerezo al construir la AP\u20101, se dieron problemas de inestabilidad por esta causa. Y que ciertos estudios anteriores detectaron sulfatos y cloruros de Ca, Na y de Sr en algunas muestras de testigo de sondeo.<\/p>\n\n\n\n

Por tanto, desde la primera fase del Estudio Informativo se valor\u00f3 evitar el paso por la F. Cerezo, estudiando, adem\u00e1s del corredor de los estudios anteriores o Corredor Centro (flechas verdes en la Figura 1), un corredor nuevo u Oeste que atraviesa la comarca burgalesa de La Bureba (flechas azules), donde no aparece la formaci\u00f3n evapor\u00edtica.<\/p>\n\n\n\n

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Figura 1. Corredores Oeste y Central del subtramo Burgos-Pancorbo de la LAV Burgos-Vitoria. Fuente: Estudio informativo del proyecto de la l\u00ednea de alta velocidad Burgos-Vitoria. ADIF, 2017.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Las unidades geol\u00f3gicas que en Espa\u00f1a contienen estas sales son las que Ort\u00ed (2000) denomina Unidades Glauber\u00edticas, antiguos dep\u00f3sitos lacustres de precipitaci\u00f3n qu\u00edmica en paleoclima semi\u00e1rido. Se presentan principalmente en zonas restringidas en el Terciario de las cuencas del Tajo y el Ebro. Adem\u00e1s del yeso (sulfato c\u00e1lcico dihidratado) y la anhidrita (sulfato c\u00e1lcico anhidro), el mineral salino principal es la glauberita, que es sulfato s\u00f3dico-c\u00e1lcico. La glauberita es altamente soluble y, en presencia de agua no saturada, se disuelve incongruentemente con p\u00e9rdida de volumen (Ordo\u00f1ez et al. 1982), generando porosidad secundaria y karstificaci\u00f3n difusa, lo cual favorece la percolaci\u00f3n de m\u00e1s agua. De la salmuera resultante cristalizan mirabilita (sulfato s\u00f3dico decahidratado), o thenardita (sulfato s\u00f3dico anhidro). Ambos minerales generan presi\u00f3n de hinchamiento al cristalizar, especialmente la thenardita. La mirabilita y la thenardita pasan de una a otra especie mineral f\u00e1cilmente, dependiendo de las condiciones de humedad ambiental y temperatura. En invierno suele cristalizar mirabilita, que se disuelve por delicuescencia si aumenta la temperatura para cristalizar inmediatamente thenardita. <\/p>\n\n\n\n

En estado natural y debido a la infiltraci\u00f3n del agua de lluvia en el terreno, la glauberita de las Unidades Glauber\u00edticas se va transformado lentamente en yeso, que es el producto final de la evoluci\u00f3n mineral\u00f3gica. Este proceso se da en un frente de transformaci\u00f3n llamado Capa Activa, de algunos metros de potencia, que se encuentra a profundidad variable, de unos 15 m a m\u00e1s de 40 m (Ordo\u00f1ez, S; com.per.). Cualquier obra subterr\u00e1nea o gran desmonte que atraviese la Capa Activa puede introducir agua dulce en la parte inferior, acelerando los cambios mineral\u00f3gicos.  En palabras de Garc\u00eda del Cura et al. (2017):<\/p>\n\n\n\n

\u00ab[\u2026] la modificaci\u00f3n y desestabilizaci\u00f3n de la infiltraci\u00f3n por las grandes obras por debajo del nivel de saturaci\u00f3n, que modifican la circulaci\u00f3n del agua en la zona de infiltraci\u00f3n, llevan consigo la reactivaci\u00f3n del proceso de yesificaci\u00f3n.\u00bb<\/p>\n\n\n\n

La profundidad de la Capa Activa es variable y puede experimentar saltos bruscos de cota en las zonas de falla, como dedujo uno de los autores en el estudio realizado en el Desmonte de Sese\u00f1a (ADIF, 2013). La excavaci\u00f3n del citado Desmonte de Sese\u00f1a alcanz\u00f3 precisamente la Capa Activa, a una profundidad de entre 12 y 20 m. Ten\u00eda del orden de 3 m de potencia y se reactiv\u00f3 con gran rapidez a ra\u00edz de la excavaci\u00f3n del desmonte, por la infiltraci\u00f3n de agua durante el lluvioso invierno 2009-2010, pocos meses antes de la inauguraci\u00f3n oficial de la l\u00ednea; el contenido en thenardita procedente de glauberita lleg\u00f3 al 53% en alguna muestra (ADIF, 2013). La soluci\u00f3n dada a los problemas de hinchamiento del terreno producidos fue cara, ya que hubo que desmontar con urgencia una parte la infraestructura ya construida, para sustituir el terreno evolutivo por material inerte.<\/p>\n\n\n\n

Primeros datos de campo y planificaci\u00f3n de sondeos   <\/h2>\n\n\n\n

El yeso secundario procedente de la transformaci\u00f3n de la glauberita y la anhidrita puede reconocerse por su textura macro y microsc\u00f3pica. Desde los primeros trabajos de campo del Estudio Informativo, se sospech\u00f3 que gran parte del yeso aflorante a lo largo de la Alternativa Central era yeso secundario. Por ello, cuatro de los cinco sondeos perforados en dicha Alternativa se hicieron con el fin de detectar anhidrita, glauberita y otras sales potencialmente expansivas. Tales sondeos corresponden a tres grandes desmontes y un t\u00fanel.<\/p>\n\n\n\n

La campa\u00f1a de sondeos y ensayos de campo fue encargada a la empresa especializada Control y Estudios S.L. (CYE). Fueron los t\u00e9cnicos de esta empresa, de acuerdo con INECO, los que dise\u00f1aron los protocolos de perforaci\u00f3n y muestreo. Como fluido de perforaci\u00f3n se us\u00f3 salmuera y se tomaron muestras de testigo con precauciones especiales para evitar la descomposici\u00f3n de los minerales solubles.<\/p>\n\n\n\n

Sondeos<\/h2>\n\n\n\n

El objetivo primordial de la investigaci\u00f3n fue el de identificar el tipo de sales presentes en la Facies Cerezo. Para garantizar unos resultados fiables, la perforaci\u00f3n y el muestreo fueron sumamente cuidadosos, evitando alterar el medio todo lo posible durante la perforaci\u00f3n, extracci\u00f3n, conservaci\u00f3n y transporte de las muestras.<\/p>\n\n\n\n

Se realizaron cinco sondeos mec\u00e1nicos a rotaci\u00f3n dentro del trazado previsto para la Alternativa Central, alcanzando profundidades de exploraci\u00f3n entre los 35,4 m y 86,5 m, llegando a cortar los materiales correspondientes a la F. Cerezo en cuatro de ellos (AC S02, AC S03, AC S04 y AC S05).<\/p>\n\n\n\n

Todos los sondeos se equiparon como piez\u00f3metros abiertos, con tuber\u00eda piezom\u00e9trica tipo Preussag y filtro de gravilla sil\u00edcea calibrada. Para asegurar un buen control del nivel piezom\u00e9trico se ejecutaron dos bombeos del agua interior, uno inmediatamente tras la finalizaci\u00f3n de la perforaci\u00f3n y previo a la instalaci\u00f3n del piez\u00f3metro, y otro posterior, con el piez\u00f3metro ya instalado. En ambos casos, se controlaron las recuperaciones del nivel piezom\u00e9trico tras el bombeo hasta su estabilizaci\u00f3n. Posteriormente,  ha venido registr\u00e1ndose la evoluci\u00f3n de los niveles piezom\u00e9tricos.<\/p>\n\n\n\n

Perforaci\u00f3n con salmuera<\/h2>\n\n\n\n

Para minimizar en lo posible la disoluci\u00f3n de los minerales s\u00f3dicos durante la perforaci\u00f3n, se ide\u00f3 un procedimiento utilizando como fluido de perforaci\u00f3n para refrigeraci\u00f3n de la corona de corte, una disoluci\u00f3n de sulfato de sodio a aproximadamente al 80% de saturaci\u00f3n. Dicho procedimiento se resume a continuaci\u00f3n:<\/p>\n\n\n\n