Geotecnia en los entornos industrial y energético

Dentro de la serie de Jornadas Técnicas que organizan la Sociedad Española de Mecánica del Suelo e Ingeniería Geotécnica (Semsig) y la Asociación de Empresas de la Tecnología del Suelo y Subsuelo (Aetess), y con el patrocinio de la Consejería de Economía y Hacienda y la D.G. de Industria, Energía y Minas de la Comunidad de Madrid, el pasado 26 de febrero se celebró en el Colegio de ICCyP de Madrid, la jornada sobre ‘Geotecnia en los entornos industrial y energético’, con la que se cumplen 15 años de jornadas técnicas relacionadas con la Ingeniería del Terreno. En este reportaje se expone un resumen de cada una de las ponencias presentadas en las sesiones sobre diseño, ejecución y control.

Como en anteriores ocasiones el núcleo de esta jornada estuvo constituido por dos mesas redondas, la primera dedicada a los aspectos de diseño y criterios de proyecto, y la segunda dedicada a la ejecución y control de los condicionantes geotécnicos presentes en la construcción y mantenimiento de los diferentes tipos de instalaciones industriales y de producción energética; ambas expuestas por un conjunto de presentaciones a cargo de expertos y profesionales del sector de reconocido prestigio en el campo de la geotecnia.

Mesa de inauguración de la jornada. De izda a dcha.: Fernando Pardo (Semsig), Carlos López (DG Industria, Energía y Minas), Rocío Albert (viceconsejera de Innovación), Carlos Oteo, y Rafael Casado (Aetess).

La inauguración de la jornada estuvo presidida por Rocío Albert López-Ibor, viceconsejera de Innovación, Industria, Comercio y Consumo de la Consejería de Economía y Hacienda de la Comunidad de Madrid, quien agradeció a Semsig y Aetess la oportunidad brindada para inaugurar esta jornada sobre obras de cimentación en instalaciones industriales y energéticas.

A continuación, Fernando Pardo de Santayana, presidente de Semsig, fue el encargado de presentar a los ponentes de la sesión de diseño, así como un breve bosquejo de sus respectivas ponencias.

Carlos López Jimeno, director general de Industria, Energía y Minas de la Comunidad de Madrid, fue el primer ponente de la sesión y en su introducción explicó que la geotermia es una fuente energética inagotable y de enorme potencial de aplicación tanto para la obtención de energía eléctrica como para su uso en climatización de edificios, siendo ésta la aplicación más extendida al no depender de los condicionantes geológicos en los que esté situada la instalación de aprovechamiento geotérmico.

Y, dentro de estas últimas instalaciones, son aquellas que se sirven de un intercambiador vertical (sondeo) y bombas de calor geotérmicas las más habituales, tanto en España como en el resto de Europa, por lo que en su ponencia trató las características principales de este tipo de instalaciones; describiendo las bombas de calor geotérmico y los intercambiadores geotérmicos, haciendo hincapié en los intercambiadores verticales, los sondeos geotérmicos, las sondas geotérmicas, el relleno del sondeo, el fluido circundante; así como el dimensionamiento de estas instalaciones geotérmicas superficiales, sin dejar de lado las instalaciones horizontales o el aprovechamiento geotérmico de infraestructuras subterráneas.

Las infraestructuras subterráneas se pueden definir como un conjunto de estructuras por debajo del nivel de la superficie. En zonas urbanas, el espacio subterráneo abarca las infraestructuras de los diversos sistemas funcionales: almacenamiento (agua, aceites, productos industriales, etc.), industriales (plantas de energía), transporte (ferrocarriles, metro, intercambiadores, etc.), redes de servicio y abastecimiento (agua, alcantarillado, gas, etc.), espacios públicos (centros comerciales, hospitales, etc.) y privados (garajes).

También existen otros medios de realizar la transferencia energética, como el aprovechamiento de la energía de las aguas de infiltración de túneles, el intercambio abierto con capas freáticas presentes, o el intercambio tierra-aire en instalaciones para pretratar el aire de renovación de los edificios.

Finalizó su ponencia, haciendo un repaso de las actuaciones de promoción de la energía geotérmica llevadas a cabo en la Comunidad de Madrid. El programa denominado GeoEnerMadrid fue iniciado por la Comunidad de Madrid en el año 2008 en colaboración con otras entidades públicas y privadas, con el fin de conseguir un uso más eficiente de la energía, con un objetivo específico de ahorro, una reducción de las emisiones de CO₂ y un impulso de la energía geotérmica. Todo ello acorde con la estrategia energética recogida en el Plan Energético de la Comunidad de Madrid, 2004-2012.

El programa cubre todos los recursos geotérmicos y tecnologías disponibles para su aprovechamiento energético, fundamentalmente las relacionadas con la geotermia de baja entalpía en su uso para la climatización de edificios.

Todas las actuaciones realizadas dentro del Programa GeoEnerMadrid han permitido apreciar en la Comunidad de Madrid un espectacular incremento en las instalaciones geotérmicas que hasta hace muy poco tiempo eran unas perfectas desconocidas, ya que en la actualidad se ha alcanzado un parque de más de 290 instalaciones ya autorizadas con una potencia total instalada superior a los 12 MW y casi 1.800 m de sondeos.

César Sagaseta Millán, Dr. ICCyP y Catedrático de Ingeniería del Terreno de la Universidad de Cantabria, indicó en su introducción que las llamadas instalaciones industriales son de muy diferentes características en cuanto a sus fines, procesos productivos y acciones sobre el entorno. Por otra parte, a pesar de lo anterior, los problemas geotécnicos que plantean son en gran parte comunes a todas ellas y a cualquier otra estructura, y se hace difícil encontrar aquéllos que les son específicos. Por ello desarrolló su ponencia en los siguientes puntos:

• Problemas derivados del emplazamiento.
• Cargas y otras acciones específicas: distribuciones especiales de cargas, acciones dinámicas, térmicas o de otro tipo. Interacción entre estructuras.
• Extracción de materias primas y tratamiento de residuos.
• Abandono, clausura y reutilización del espacio.

En relación al primer punto citó la ubicación, en general en terrenos desfavorables, desde el punto de vista geotécnico, como son: zonas con grandes espesores de suelos blandos, rellenos no consolidados, terrenos expansivos o colapsables, afectados por fenómenos kársticos, laderas inestables, etc.

En cuanto a las cargas impuestas a las cimentaciones específicas de las instalaciones industriales, se refirió a las grandes cargas concentradas, las estructuras y cargas especiales, la proximidad entre estructuras, las cargas de variación rápida, las cargas dinámicas, o los efectos térmicos. Para cada uno de estos tipos de carga expuso detalladamente distintos ejemplos relativos a altos hornos, chimeneas y torres, tanques y silos, maquinas, etc., tanto en España como en el extranjero.

Sobre el tercer punto –extracción de materias primas y tratamiento de residuos–, obvió el comentario ya que eran objeto de tratamiento en dos ponencias posteriores.

Finalmente, concluyó que el último estado de una instalación industrial con implicaciones geotécnicas es su desmantelamiento tras el cese de actividad. Las instalaciones propiamente dichas se suelen retirar en su gran mayoría, en parte para aprovechamiento en otra ubicación, o para reciclado de los materiales. El resultado es un terreno baldío, afectado por rellenos varios, y con diversos grados de contaminación. Como ejemplo de ello citó los cierres de mina como los de Riotinto en Huelva, o el de Reocín en Santander, cuyas escombreras permiten con un tratamiento adecuado del terreno ser utilizables para nuevos asentamientos de polígonos industriales u otros fines. O los antiguos astilleros, como el de Euskaltuna en Bilbao, cuyos terrenos han sido remodelados y albergan actualmente diversos centros de ocio o cultura.

Juan Manuel Rogel Quesada, Dr. ICCyP y profesor titular de Ingeniería Sanitaria y Medioambiental de la UPM, indicó en su introducción que con el desarrollo de una mayor conciencia social sobre la necesidad ineludible de la protección del medio ambiente, ha ido paralelamente evolucionando e incrementando el reciclaje de los residuos, con el doble objetivo tanto de reducción del consumo de materias primas como de minimización de los residuos destinados a vertido definitivo en vertedero controlado.

En la legislación actual vigente se establece una jerarquía en la gestión de residuos, en la que se prioriza por este orden la reutilización (valorización) y la minimización (prevención) en la gestión de residuos. Sólo se destina a almacenamiento en vertedero controlado aquellos residuos que, tras un tratamiento previo/selección en origen o en la planta de tratamiento o por imposibilidad – técnica o económica- de tratamiento, no admiten ningún tipo de aprovechamiento.

El diseño y explotación de los vertederos controlados, se hace con medidas de ingeniería y de control que garantizan de modo creciente y eficiente la protección integral del medio (suelos, aguas, flora y fauna, paisaje y medio social, ...) tanto durante la explotación del vertedero como posteriormente, una vez sellado, hasta que deje de ser un riesgo ambiental para el medio.

Atendiendo a la jerarquía referida de gestión de residuos y a las medidas descritas de protección en vertederos controlados, la problemática geotécnica y ambiental que podía existir en éstos hace varias décadas ha evolucionado en consonancia con la nueva situación, apareciendo adicionalmente algunos aspectos geotécnicos nuevos, de necesaria atención técnica en su fase de diseño como en su explotación y vigilancia post-clausura.

En su ponencia relacionó los aspectos y condicionantes geotécnicos actualmente más comunes –estabilidad, deformabilidad, deslizamiento, etc.–, relacionados con la disposición de residuos en vertederos controlados, que hay que analizar tanto en la fase de diseño, construcción, explotación y sellado post-clausura, así como los criterios geotécnicos de cálculo habituales. También indicó otros aspectos ambientales fundamentales como son la generación de lixiviados, su balance hidrológico, la generación y captación de biogás, tanto en cuanto pueden influir de modo indudable en el comportamiento geotécnico del vertedero controlado.

La segunda sesión de la jornada –moderada y presentada por Juan Luis Ríos, director de Pilotes Posada, S.A.–, tuvo un carácter eminentemente práctico y en ella se trataron, entre otros temas, las cimentaciones de los campos termosolares y parques eólicos, los tratamientos del terreno para uso industrial, o las mejoras del terreno para industrias de tipo energético como las centrales de ciclo combinado o la construcción de plataformas petrolíferas.

José Santos Sánchez, ICCyP de la empresa Site, S.A., fue el primer ponente de la sesión de ejecución, exponiendo que los campos termosolares necesitan para su funcionamiento la instalación de espejos receptores. Dichos espejos requieren para su correcto funcionamiento unas estrictas condiciones en su disposición, que influyen decisivamente en la cantidad de energía solar captada y generada, siendo imprescindible una nivelación exacta de los mismos así como la adecuada alineación de cada hilera de espejos.

Por ello, es imprescindible una cimentación adecuada que garantice no sólo la correcta transmisión de cargas al terreno (principalmente momentos flectores elevados) además de cumplir los muy elevados requerimientos de tolerancia en planta y alzado.

Normalmente el tipo de cimentación utilizado en los campos termosolares que permite la correcta cimentación de los espejos, con el coste económico más reducido es la utilización de cimentación profunda mediante el uso de pilotes, habitualmente del tipo CPI-7 (pilote barrenado sin entubación).

El diseño más habitual es la ejecución de un único pilote bajo punto de cimentación del espejo con separación entre pilotes del orden de 12 m y con calles entre líneas de espejos del orden de 16 m. Cada pilote sobresaldrá del terreno habitualmente 25 cm, y constará de 4 pernos roscados embebidos para la fijación del fuste de sujeción de los espejos mediante doble tuerca hexagonal y placa.

Dada la gran cantidad de pilotes que se ejecutan en un campo termosolar, es conveniente la realización de una serie de ensayos para determinar la idoneidad del diseño y, si es posible, su optimización. Para ello, se ejecuta un grupo de pilotes de estudio, a los que una vez realizados se les practica un ensayo sónico o de impedancia al pilote para comprobar su calidad, integridad y continuidad.

Para la medida de los ensayos se utilizan distintos instrumentos como inclinómetros, micrómetros o comparadores, estaciones de medida de torsión, etc.

Una vez realizados los ensayos previos se procede a la construcción de la cimentación de los campos, que actualmente se realiza en distintas fases: 1. Preparación de plataforma de trabajo (contrata principal). 2. Replanteo en planta de pilotes. 3. Perforación del pilote. 4. Colocación de la armadura del pilote y encepado. 5. Colocación de sombrero de encofrado. 6. Colocación de la cruz de San Andrés (plantilla) para pernos. 7. Comprobación del encofrado y de los pernos. 8. Hormigonado de pilote y encepado mediante bomba de hormigón. 9. Vibrado del último 1,5 m de hormigón y fratasado de la cara superior. 10. Comprobación final de topografía y corrección de posibles desviaciones. Y 11. Retirada de sombrero y plantilla.

Finalizó su exposición indicando que SITE S.A. ha ejecutado siguiendo los procedimientos descritos cimentación mediante pilotes, entre otras, las siguientes plantas solares:

• Plantas termosolares Andasol I y II (Aldeire, Granada), en 2.007 y 2008, para CT Andasol ute (Cobra, Sener, Flagsol).
• Planta termosolar Extresol I y II (Torre de Miguel Sesmero, Badajoz) en 2.008 y 2009, Para Extresol ute (Cobra, Sener)
• Planta termosolar Valle I (San José del Valle, cadiz) en 2.010, Para UTE Valle I (Sener, Cobra)
• Planta termosolar Soluz Guzman (Palma del Río, Córdoba) 2.011, para UTE Guzman (FCC y otros).

Con una medición aproximada total de 160.000 metros de pilotes.

Enmanuel Carvajal y Goran Vukotic, ambos Ing. Civiles de la empresa Keller Cimentaciones, S.L.U., son los autores de esta ponencia que fue desarrollada por el primero, que presentó los aspectos más importantes a considerar para la aplicación de técnicas de mejora del terreno en la cimentación de aerogeneradores. En su introducción puso de manifiesto la importancia y evolución de la energía eólica en los últimos años, así como las características más importantes de su infraestructura, haciendo un especial énfasis en la cimentación. En este sentido, abordó las consideraciones principales para el proyecto de cimentación, dado la enorme relevancia que tiene el comportamiento de la cimentación en el funcionamiento a corto y largo plazo de los aerogeneradores.

Las capacidades actuales de los aerogeneradores, de entre 2 y 5 MW, suponen la construcción de infraestructuras de gran envergadura tanto en el mar como en tierra, y con alturas similares a la de edificios altos de cualquier ciudad. Este hecho, además, supone unas condiciones especiales para la obra de cimentación y el terreno de apoyo.

Recalcó que los tipos de cimentación, por lo general, vienen determinados por las condiciones de carga de viento y de acuerdo a la profundidad del fondo marino, siendo posible el empleo de estructuras flotantes de cimentación, monopostes, cajones y/o cimentaciones sumergidas. En el caso de aerogeneradores en tierra, o con poca profundidad del fondo marino, son habituales las cimentaciones superficiales directamente apoyadas sobre el terreno

En los requerimientos de diseño tienen especial importancia las excentricidades y concentraciones de tensiones en los extremos de las cimentaciones, debido a la acción del viento. Por lo que, la rigidez rotacional o rigidez al giro será determinante en los cálculos. Asimismo, en los casos de parques eólicos situados en zonas sísmicas la seguridad frente a la licuación puede ser el criterio determinante para el diseño.

De acuerdo a las características de los aerogeneradores y los requerimientos para su buen funcionamiento, las diferentes técnicas para el tratamiento del terreno mediante elementos tipo columnas han demostrado una elevada viabilidad, como son las columnas de grava, vibro-compactación, mezcla profunda del suelo, inyecciones de compactación, inclusiones rígidas y micropilotes inyectados.

Comentó que Keller Group plc ha impulsado un grupo de trabajo específico para el estudio de técnicas de tratamiento del terreno en la construcción de aerogeneradores, basándose en una experiencia de más de 15 años aplicando varias técnicas innovadoras para tratar el suelo de cimentación de aerogeneradores.

Finalmente, presentó una serie de casos de aplicación de diferentes técnicas de mejora de suelo para la cimentación de aerogeneradores, a partir de los cuales se puede apreciar la viabilidad de las técnicas abordadas.

Teresa Pérez, ICCP, y Juan Carlos Montejano, Geólogo, de la empresa Menard, S.A., son los autores de esta ponencia que fue desarrollada por la primera. En su introducción, Teresa expuso que la creciente demanda de suelo industrial, unido al elevado precio del suelo urbano, sobre todo en las grandes metrópolis, provoca que se generen o se reaprovechen nuevos espacios para instalar redes logísticas e industriales, abaratando el precio del suelo y facilitando así la implantación de las empresas. Estas áreas a veces se sitúan en zonas ganadas al mar, o junto a grandes ríos, o en los alrededores de las grandes ciudades, donde existen grandes extensiones de antiguas escombreras.

Es en este entorno, donde los tratamientos del terreno contribuyen a la hora de aprovechar mejor estos espacios, debido a que es necesario adecuar grandes extensiones de terreno a las diferentes necesidades de uso de cada industria o nave logística que se implante.

A continuación hizo una descripción de las distintas técnicas de mejora aplicables a este tipo de suelos, y destacó los factores a tener en cuenta en la elección del método más adecuado: naturaleza del terreno, necesidades de capacidad portante, así como criterios de funcionalidad. Otros condicionantes que pueden influir en la elección son los tiempos necesarios de espera, sismicidad, riesgo de licuefacción, extensión de la zona a tratar, efectos de las vibraciones existentes, etc. Concluyó en este punto indicando que las técnicas a utilizar se engloban en dos grandes tipologías:

• Actuaciones mediante técnicas de compactación dinámica.
• Inclusiones en el terreno (sustitución dinámica, columnas de grava y columnas de módulo controlado.

A lo largo de su ponencia mostró algunos casos reales de aplicación de tratamientos del terreno en la cimentación de instalaciones industriales en zonas marginales en el entorno de las ciudades o en zonas portuarias. Así:

• Área logística P.L.A.Z.A., en Zaragoza, mediante un tratamiento del terreno con compactación dinámica tradicional.
• Sector APD21 en Alicante, También con compactación dinámica.
• Planta regasificadora de Palos de la Frontera (Huelva), tratamiento de compactación dinámica llevado a cabo para homogenizar el comportamiento del terreno y minimizar el riesgo de licuefacción.
• Actuación en el polígono industrial del Guadalhorce (Málaga), donde es obligado realizar cimentaciones profundas o bien tratamientos del terreno mediante técnicas de inclusiones.
• Actuación en el Puerto de Valencia, muelle de Fangos. Aquí se tomó la decisión de cimentar superficialmente la edificación sobre el relleno reforzado por medio de Columnas de Modulo Controlado ubicadas bajo zapatas aisladas así como bajo la solera con el colchón de reparto pertinente.

Todas y cada una de las aplicaciones expuestas aportaron soluciones a problemas complejos de cimentación aportando una gran economía tanto en plazos de ejecución como en el coste global de las cimentaciones así como de la super-estructura de cimentación.

Óscar Rivas Marcos, ICCP, del grupo Terratest, tras explicar el concepto de central térmica de ciclo combinado como una instalación para producción de energía eléctrica utilizando como combustible gas natural, sus características y el rápido desarrollo de dichas centrales en la última década en los países desarrollados, entre ellos España que cuenta con 67 centrales de este tipo con 400 MW de potencia cada una, totalizando un total de mas de 27.200 MW; comentó que el desarrollo de esta tecnología ha supuesto nuevos retos dentro del campo de la ingeniería de la construcción por las características técnicas de este tipo de centrales, y muy especialmente dentro del campo de la ingeniería de cimentaciones.

Los elementos principales, desde el punto de vista de la importancia estructural, en una central térmica de ciclo combinado son: edificio de turbinas, pedestal de turbinas, losa de caldera, losa de chimenea, transformador principal, y racks de tuberías.

Estos elementos someten a la cimentación a cargas importantes que han de ser transmitidas al terreno de manera adecuada para poder cumplir con los estrictos criterios de deformaciones admisibles en la cimentación para este tipo de centrales. Esta circunstancia, unido a las características geológico-geotécnicas del terreno hacen que en la mayoría de los casos se opte por cimentaciones profundas para estos elementos, normalmente pilotes in situ de hormigón armado o pilotes prefabricados de hormigón armado igualmente. Asimismo, en este tipo de proyectos es muy habitual la utilización de ensayos y pruebas de carga a escala real para la verificación de las hipótesis de proyecto desde el punto de vista de esfuerzos y deformaciones en los elementos de cimentación.

A continuación realizó una descripción de algunos de los proyectos más importantes de este tipo que ha desarrollado el grupo Terratest en los últimos años:

• Central de Ciclo Combinado de Aceca en Villaseca de la Sagra (Toledo). El sistema de ejecución empleado para la realización de los pilotes fue el de entubación recuperable en el estrato de gravas hasta llegar a las arcillas donde se empotraron los pilotes, alcanzándose profundidades de hasta 25,0 m. En este proyecto se desarrollaron dos pruebas de carga estáticas sobre dos pilotes de Ø850 mm.
• Central de Ciclo Combinado en el Muelle de Inflamables del Puerto de Barcelona. La cimentación de los distintos elementos que componen la central se proyectó con pilotes prefabricados tipo Terra, salvo en la zona afectada por la presencia de la antigua escollera, que se correspondía con la ubicación de las torres de refrigeración de la central y casas de bombas, donde se propuso la ejecución de la cimentación mediante pilotes in situ.

Citó, finalmente, otras centrales ejecutadas por Terratest: la Central de C.C. de San Roque (Cádiz), la Central de C.C. de Arrúbal (La Rioja), la Central de C.C. Cristóbal Colón (Huelva), Central de C.C. de Escombreras (Gas Natural) en Murcia, o la Central de C.C. de Sagunto (Valencia), cuya cimentación se realizo en todas ellas mediante pilotes prefabricados; ola Central de C.C. de Escombreras (Iberdrola) en Murcia, ejecutada mediante pilotes in situ.

Miguel Ángel de Juan García, I. T. O.P., jefe del Dpto. Técnico de RodioKronsa, describió a continuación algunas de las principales obras en centrales termosolares y su ejecución en cuanto a la cimentación:

• Pilotes in situ de gran diámetro: Centrales de Puertollano y Axtesol II; en ambos casos, se dispuso un solo pilote por soporte, colocando los pernos de anclaje de este directamente en el pilote, sin necesidad de encepado;
• Pilotes prefabricados: Central de Lebrija; cada punto de apoyo se cimentó sobre 2 pilotes prefabricados inclinados, unidos entre sí mediante un encepado en el que se colocaban los pernos de anclaje.

Como ejemplo de las cimentaciones mediante pilotes in situ, expuso a continuación el proceso seguido en la Central de Puertollano, realizada para Iberinco (Iberdrola Ingeniería y Construcción) en 2008. Se trata de una central termosolar, con colectores cilíndrico-parabólicos; ocupa una extensión de 122 Ha, y su capacidad de producción de electricidad es de 50 MW.

Tanto las estructuras como los propios paneles son livianos, por lo que las cargas verticales transmitidas a la cimentación son pequeñas. Sin embargo, la gran superficie expuesta al viento produce cargas horizontales y flexiones comparativamente altas. Además, por la necesidad de seguir al sol en su recorrido, es necesario controlar rigurosamente las deformaciones en la cabeza de los pilonos. Por todo ello la cimentación de una planta solar requiere una solución integral que aúne: la ingeniería de diseño; la ejecución de los pilotes; la colocación de los pernos con las máximas garantías de precisión; y la realización de pruebas de control.

En el caso concreto de Puertollano, en el proyecto se había previsto una solución mediante pilotes 1 in situ de 1.000 y 1.200 mm de diámetro, respectivamente, para cada pilono intermedio y de manejo, respectivamente; la longitud inicialmente prevista era de 6,00 m.

En definitiva, recalcó, el proceso de cimentación de los soportes se puede descomponer en las siguientes fases: estudio previo de la colocación de los pernos; ensayos sobre pernos colocados; cálculo de los pilotes; ensayo previo de pilotes en el emplazamiento real; y construcción de los pilotes de cimentación, y colocación de pernos.

Como ejemplo de cimentación con pilotes prefabricados, expuso a continuación la Cimentación de la Central Fotovoltaica de la factoría de Renault en Sandouville (Francia); donde cada punto de apoyo se cimentó sobre 1 pilote prefabricado vertical, realizando sobre él un pequeño encepado en el que se colocan los pernos de anclaje. La potencia total instalada superará los 60 MW, y podrá producir más de 52.000 MWh al año, de forma totalmente limpia y renovable.

Una vez analizados los datos geotécnicos y estructurales, la solución propuesta por RodioKronsa para esta central fue la de pilotes prefabricados de hormigón armado, hincados hasta el rechazo.

Terminó concluyendo que para conseguir la optimización de las cimentaciones en este tipo de estructuras sometidas a cargas muy descompensadas (cargas verticales pequeñas, y simultáneamente, cargas horizontales y flexiones comparativamente grandes), es imprescindible realizar un estudio detallado de los pilotes mediante el software adecuado, preferiblemente con programas de elementos finitos en 3 dimensiones, pero también resulta igualmente necesaria una colocación sistemática y muy precisa de los pernos de anclaje y la realización de pruebas de carga de los pilotes en su emplazamiento definitivo.

Gustavo Armijo Palacio, Dr. ICCP del Servicio Técnico de Geocisa, comentó en su introducción que en una factoría situada en Cádiz, se construyen plataformas petrolíferas en zonas cercanas al muelle, para cargarlas, cuando están finalizadas, en barcos, que las llevan a su emplazamiento definitivo en el mar.

Las plataformas de petróleo fijas están compuestas por las dos partes principales, que se fabrican por separado: el deck o módulo y la jacket. En la ponencia describió brevemente el proceso constructivo de estas plataformas, que incluye cuatro zonas diferentes: La zona de construcción de la estructura, los caminos de rodadura o imadas por los que se realiza el proceso de carga en el barco, denominado load-out, las losas cimentadas sobre elementos portantes más el muelle y el barco.

Las características geotécnicas del terreno en las zonas en donde se realiza, cuyo perfil medio del terreno en la factoría situada en Cádiz, presenta una capa de 2,5 m de espesor, a 4 m de profundidad, formada por arenas limosas sueltas, por debajo del nivel freático, con un 20% de finos no plásticos y golpeos de SPT variables entre 2 y 7. Esta capa produciría asientos totales y diferenciales inadmisibles para las estructuras y sería susceptible de licuarse bajo la acción de sismos como los que prevé la norma sísmica española para esa zona.

La cimentación se realiza por medio de bloques de hormigón que transmiten al terreno presiones de hasta 4 kg/cm². Las especificaciones de estas estructuras limitan los asientos totales a unos pocos mm y las distorsiones angulares a valores de 1/1000 o 1/2000, según el caso.

También describió los aspectos particulares que hay que tener en cuenta para el diseño de la cimentación de este tipo de estructuras y la mejora del terreno en donde éstas se apoyan con el objeto de cumplir con los exigentes requisitos de asientos totales y de distorsiones angulares. El diseño de la mejora del terreno se realiza tanto frente a las cargas estáticas como frente al riesgo de licuación por sismos e incluye la selección de la técnica más adecuada en función del tipo de terreno.

Debido a lo anterior, resulta necesario, en general, realizar una mejora del terreno como, por ejemplo, la que se llevó a cabo mediante columnas de grava, para el deck o módulo. En este caso en particular, las columnas de grava resultaron la técnica más adecuada debido a las características del terreno a mejorar y a la profundidad a tratar.

El diseño para limitar los asientos condujo a un diámetro de columna y un lado de la malla triangular según la cual se disponen las columnas, que resultó ser efectivo también para impedir la ocurrencia de licuación, con un factor de seguridad aproximadamente igual a 2.

Concluyó que el control de asientos llevado a cabo durante la construcción y el load-out del módulo, permitió comprobar la eficacia del tratamiento en cuanto a la reducción de asientos totales y diferenciales, los cuales cumplieron con los requisitos de proyecto.

Tras la presentación de las ponencias de la mesa de ejecución, se cerró la jornada con un interesante coloquio entre los ponentes y los asistentes a la misma sobre algunos puntos de las respectivas exposiciones.