Documento Asociado 1 - Catálogo de Información geocientífica del

USOS Y POSIBILIDADES DEL
ESPACIO SUBTERRANEO
M
EN ESPANA
SERIE: Ingeniería Geoambiental
INSTITUTO TECNOLOGICO GEOMINERO DE ESPAÑA
Ríos Rosas, 23 - 28003 Madrid
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FIGURA EN PORTADA:
USOS Y POSIBILIDADES
DEL
ESPACIO SUBTERRANEO
-
EDITOR
D. LUIS LAIN HUERTA
Ingeniero de Minas
Area de Ingeniería Geoámbiíental. I.T.G.E.
EQUIPO DE TRABAJO
---
D. LUIS LAIN HUERTA
Ingeniero de Minas
Area de Ingeniería Geoambiental. I.T.G.E.
D. CARLOS DUCH MARTINEZ
Geólogo.
Jefe del Depto. de Geología, Minería y Medio Ambiente. BESEL S.A.
D. JUAN JOSE DURAN VALSERO
Geólogo
Dirección de Aguas subterráneas y Geotecnia. I.T.G.E.
D. JOSE MARIA FONSECA GARCIA
Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
Jefe del Depto. de Transportes. INITEC.
D. JESUS J. GRANERO MEGIAS
Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. INTISA.
D. FRANCISCO A. IZQUIERDO SILVESTRE
Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos
Depto. de Ingeniería del Terreno
Universidad Politécnica de Valencia.
D. RICARDO LAIN HUERTA
Dr. Ingeniero de Minas
Depto. de Explotación de Minas
Universidad Politécnica de Madrid.
D. CARLOS DEL OLMO ALONSO
Ingeniero de Minas
Jefe del Depto. de Emplazamientos. ENRESA
D. JOAQUIN DEL VALLE LERSUNDI
Dr. Ingeniero de Minas
Consultor
Este libro ha sido realizado por el Instituto Tecnológico Geominero de España, con la
colaboración de BESEL, S.A.
INDICE
1. Geología de España y posibilidades del espacio subterráneo
INDICE DEL CAPITULO 1
GEOLOGIA DE ESPAÑA Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO
1. INTRODUCCION
-
2. GRANDES UNIDADES GEOLOGICAS DE ESPAÑA
2.1. Macizo Ibérico
2.2. Cordilleras Alpinas
2.2.1. El Pirineo
2.2.2. La Cordillera Bética
2.2.3. Cordillera Ibérica
2.2.4. Los Catalánides
2.3. Cuencas Neógenas y Cuaternarias
2.3.1. La Cuenca del Duero
2.3.2. La Meseta Sur
2.3.3. La Cuenca del Ebro
2.3.4. La Cuenca del Guadalquivir
3.POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN LAS
DIFERENTES UNIDADES GEOLOGICAS
3.1. Almacenamiento en el espacio subterráneo
natural
3.2. Construcción de cavidades (espacio subterráneo artificial)
3.2.1. Por disolución .
3.2.2. Por excavación
CAPITULO 1
GEOLOGIA DE ESPAÑA Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO
bución espacial), litológico (composición, textura y
1. INTRODUCCION
Existen muchos criterios para dividir un territorio en conjuntos o dominios con características
homogéneas o que presenten alguna particularidad que diferencie a unos respecto a los otros .
Desde el punto de vista geológico estos criterios
son fundamentalmente de tipo cronoestratigráfico (edades de los materiales aflorantes y su distri-
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estructura de los materiales) y morfo-tectónico
( relación del relieve con las macroestructuras tectónicas).
De la diversidad geológica de España da idea
el que sea el segundo país europeo en cuanto a
altitud, con numerosas cadenas montañosas cruzando su territorio, altiplanicies y mesetas, valles
fluviales encajados y, en general, un paisaje variado y heterogéneo . Esta diversidad se
manifiesta al introducir los
criterios geológicos diferenciadores mencionados ante-
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Figura 1. Grandes conjuntos morfoestructura/es de la Península Ibérica .- 1) Macizo
Hercínico .- 2) Depresiones Terciarias de la meseta .- 3) Rebordes alpinos de la Meseta .- 4)
Depresiones periféricas.- 5)Cordilleras alpinas: 6) Direcciones principales
ITGE. 1983
De una manera global y
simplificada podemos destacar dos tipos de dominios
geológicos fundamentales:
las cuencas y mesetas por
una pa rte y las cordilleras y
relieves antiguos por otra.
Dentro del primer tipo se engloban las cuencas de los
grandes
ríos ( Duero, Tajo,
Guadiana , Ebro y Guadalquivir) así como pequeñas cuen-
cas esparcidas por gran parte
del territorio (Almazán,
Guadix -Baza, El Bierzo, etc.).
12
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
Paleozoico, se extienden por
Galicia y Asturias , todo el occidente de la Meseta, la
Cordillera Central, Montes
de Toledo y Sierra Morena y
forman los núcleos del
Pirineo y de las Cordilleras
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Béticas , así como el sector
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septentrional
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Terreno arcilloso ®
por rocas graníticas y análogas y por pizarras bastante
homogéneas . Corresponden
a las raíces de los plegamientos más antiguos y a los terrenos pertenecientes a la Era
Primaria o incluso anteriores,
en relación con intrusiones
Figura 2.- Conjuntos litológicos de la Península Ibérica. ITGE 1983
de magmas ácidos y su evotura metamórfica (neises, esEl segundo dominio descrito incluye las grandes
quistos, etc.)
cordilleras peninsulares ( Pirineos , Béticas,
Las zonas propias de la España caliza comprenden fundamentalmente los terrenos mesozoicos,
Cantábrica y los Sistemas Central e Ibérico) y los
relieves
residuales
de
Cordilleras antiguas ( Montes
LA CORU
de Toledo, Macizo GalaicoBILBAO
Castellano , Sierra Morena,
etc.). Quedan, por supuesto,
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200 Km
muchas unidades no mencionados en estas categorías
que por extensión e impor-
BARCELONA
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tancia no son representativas
del entorno donde se encua dran.
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2. GRANDES UNIDADES
GEOLOGICAS DE
ESPAÑA
En la figura 2 se puede
observar la distribución de
materiales en la Península
Materiales paleozoicos
y precámbricos del
Macizo Ibérico
0
100
200 Km
Ibérica , atendiendo al predominio composicional de estos.
Los terrenos dominantemente silíceos , propios del
Figura 3.-Afloramienos del Macizo Ibérico en la Península Ibérica . ITGE 1983
--
CAPP. 1. - GEOL0GIA DE ESPAÑA Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO
si bien también se encuentran en parte del Paleozoico
Superior
(Devónico ,
Inferior
Carbonífero)
e
(Cámbrico). Las áreas formadas por esta clase de terre-
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nos ocupan la parte meridio -
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Costeras Catalanas , los
Pirineos,
País Vasco y
Cantabria, La Cordillera
Ibérica y las Sierras Béticas.
En líneas generales corresponden a las montañas alpinas, formadas a mediados de
la Era Terciaria.
La España arcillosa está
representada por las amplias
llanuras de las dos Castillas y
las planicies del Ebro y del
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Figura 4.- Subdivisión en zonas de/Macizo Ibérico, Julivert 1974
Guadalquivir. Se trata de materiales sedimentados
con posterioridad a los grandes trastornos orogénicos, sus estratos permanecen casi horizontales
al no haber sido afectados por los plegamientos.
Corresponden a las manchas que en los mapas
geológicos ocupan los terrenos del Terciario
Superior y Cuaternario. Sus formas son estructurales, de tipo tabular, formadas por estratos rocosos delgados intercalados en materiales de contextura arcillosa,
A continuación se describen, de manera somera, las principales unidades geológicas de la
Península.
2.1. Macizo Ibérico
El Macizo Ibérico forma la mayor parte de la
mitad occidental de la Península . Por el N, 0 y SO
este macizo limita con áreas oceánicas (Golfo de
Vizcaya, Océano Atlántico). Al E del Macizo
Ibérico se extiende un amplio dominio formado
por materiales mesozoicos y terciarios, bajo los
cuales se hunden los terrenos paleozoicos y precámbricos que forman el macizo, afectados por la
orogénesis Hercínica.
De todos los macizos hercínicos de Europa, el
Macizo Ibérico es el más extenso y el que proporciona un corte transversal más completo de la
Cordillera Hercínica. En la Península Ibérica este
macizo forma, además, la única área paleozoica
verdaderamente extensa.
La existencia en el Macizo Ibérico de una zonación transversal a la dirección de las estructuras
fue formulada por vez primera por Lotze en 1945.
Dicha zonación se basa en criterios de índole variada (estratigráficos, estructurales, de magmatismo, etc.) y este modo de caracterizar las diferentes zonas se ha seguido utilizando hasta la
actualidad. Posteriormente las zonas de Lotze fueron redefinidas por Julivert y colaboradores en
1972, llegando a la siguiente configuración (figura 4):
-Zona Cantábrica . Es la zona que forma el
núcleo del Arco Iberoarmoricano (rodilla astúrica).
Se caracteriza por poseer una serie paleozoica
pre-carbonífera que incluye tanto formaciones detríticas como carbonatadas con varias lagunas estratigráficas.
14
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
-Zona Asturoccidental - Leonesa . Se caracteriza por poseer una serie Cámbrico - Ordovícico
- Silúrico muy potente de tipo pizarroso e importantes niveles de cuarcita. La estructura es esencialmente de pliegues, incluyendo grandes pliegues acostados. La deformación ha estado
acompañada de metamorfismo y desarrollo de esquistosidades. Los granitos y rocas asociadas son
escasos y de pequeñas dimensiones en la parte E
la zona, pero en su parte occidental (manto de
Mondoñedo) son bastante abundantes.
-Zona de Ossa - Morena . Ésta es una zona
muy variada estratigráficamente, con afloramientos que van desde el Precámbrico al Carbonífero.
El plutonismo hercínico es variado, incluyendo
abundantes cuerpos intrusivos básicos. Como límite entre esta zona y la Centroibérica se ha tomado el Batolito de los Pedroches.
- Zona SurQOrtUauesa . Formada exclusivamente por materiales devónicos y carboníferos.
Existe un importante complejo volcánico-detrítico
en el Carbonífero Inferior con grandes masas de
sulfatos asociadas, fundamentalmente pirita. Este
complejo aflora en una franja de 20 a 40 km de
anchura que llega desde la depresión del
Guadalquivir hasta la cuenca terciaria del Sado, en
Portugal y que se ha denominado la "faja piritosa".
Todas estas zonas descritas son una consecuencia de la evolución geológica durante el
Paleozoico y no coinciden, por tanto, con unidades orográficas actuales. Estas son el resultado de
-Zona Centroibérica . Es una zona muy heterogénea que comprende áreas con metamorfismos de alto grado y abundantes granitoides y áreas sin metamorfismos o bien con un
metamorfismo muy débil. Desde el punto de vista
estratigráfico el rasgo más característico de la zona es el carácter discordante de la "Cuarcita
Armoricana" sobre su sustrato.
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Figura 5.- Unidades estructurales de la cordillera pirenaica. ITGE 1983
CAP. 1. - GEOLOGIA DE ESPAÑA Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO
la evolución del Macizo-Ibérico después del
Paleozoico, fundamentalmente de la fracturación
terciaria y las desnivelaciones que sufrió el bloque
paleozoico que constituye el Macizo Ibérico. De
este modo se forman las zonas montañosas que
sobresalen de la altitud media del macizo y las llanuras terciarias de las Mesetas. De estos sistemas
montañosos los más importantes son: La
Cordillera Cantábrica (en la parte Septentrional
del Macizo), el Sistema Central (en la parte media
del Macizo, separando las dos cuencas terciarias
del Duero y del Tajo y formado por una serie de
Sierras, entre las cuales destacan el Guadarrama,
Gredos, la Sierra de Gata, etc.), los Montes de
Toledo (al Sur de la cuenca terciaria del Tajo) y la
Sierra Morena, resultado de la erosión de los
afluentes de la margen derecha del Guadalquivir.
2.2. Cordilleras Alpinas
Las Cordilleras Alpinas, a las cuales pertenece
la gran cordillera europea que les da nombre, se
caracterizan por sus grandes alturas y sus formas
apuntadas, hendidas por valles estrechos y produndos. Pertencen a este tipo de relieves los
Pirineos, la Cordillera Ibérica, gran parte de la
Cantábrica y las Cordilleras Béticas . En ellas predominan los terrenos pertenecientes a la era secundaria, dominantemente calizos, depositados
en la cuenca sedimentaria mediterránea que se
extendía por gran parte del lado oriental de la
Península .
2.2.1. El Pirineo
Desde un punto de vista geográfico, la cordillera pirenaica comprende las montañas situadas
en el istmo que une la Península Ibérica al resto
de Europa. Así definida, esta cordillera queda encuadrada, en su mayor parte, por dos áreas deprimidas: las depresiones del Ebro y de Aquitania. Su
longitud es de 425 km y su anchura es en general
inferior a 100 km.
Desde el punto de vista geológico, varias de las
principales estructuras y unidades litoestratigráficas propias de la Cordillera se extienden fuera del
istmo en cuestión, tanto al E como al O, es decir,
15
más allá de los límites geográficos de la cordillera
(figura 5 ). Así pues, el Pirineo en sentido geológico es mucho más largo (1.100 km) y ancho que
en el geográfico.
Como en las demás áreas que han sido afectadas por las deformaciones alpinas, las rocas representadas en el Pirineo pueden ser agrupadas en
tres conjuntos:
- El zócalo, constituido por terrenos de edad
precámbrica y paleozoica. Estos terrenos están intensamente deformados por efecto de la
Orogenia Hercínica y en ellos están insertos algunos plutones de granitoides.
- La cobertera, formada por terrenos mesozoicos y terciarios afectados por las estructuras de
plegamiento del ciclo alpino. En amplias áreas, esta cobertera se presenta despegada de su sustrato
y sus estructuras son incongruentes con respecto
a las de éste. En otras áreas la cobertera muestra
una estructura de revestimiento, más congruente.
- Los terrenos postorogénicos, que comprenden al Neógeno y Cuaternario, más unos terrenos
terciarios más antiguos, que no están afectados
por las estructuras de plegamiento del ciclo alpino.
Las rocas de los tres conjuntos tienen una distribución muy desigual dentro del ámbito pirenaico (figura 6).
En una primera aproximación el Pirineo parece
tener un dispositivo simétrico, con una zona central (zona axial) en la que afloran materiales del
zócalo hercínico, bordeada por dos bandas de terrenos mesozoicos y cenozoicos . En base a esta
distribución de materiales, el pirineo se ha dividido en cinco zonas estructurales (Mattauer &
Seguret, 1971), que de Sur a Norte son (ver figura
5):
- Antepaís plegado meridional, correspondiente a los materiales de la cuenca del Ebro afectados
por plegamientos suaves.
- Zona Surpirenaica, caracterizada por cabalgamientos y grandes mantos de corrimiento de la
cobertera, desplazados hacia el Sur y despegados
del zócalo.
16
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
- Zona Axial , en la que afloran casi exclusivamente los materiales del zócalo. A la estructura
hercínica de estos materiales se superpone la alpina.
- Zona Norpirenaica, constituida por materiales
mesozoicos deformados y metamorfizados y rocas
de zócalo que afloran en los denominados "macizos norpirenaicos".
Cordillera Ibérica. Desde el punto de vista geológico, el orógeno bético se extiende por debajo del
mar en el Golfo de Cádiz y en el mar de Alborán.
La Cordillera Bética pertenece al Sistema
Alpino, del que constituye, junto con la cordillera
mogrébida, su segmento más occidental y muestra las características más típicas de éste: evolución preorogénica mesozoica caracterizada por el
desarrollo de una tectónica extensional ; estructura
compresional fundamentalmente caracterizada
por el apilamiento de unidades alóctonas; procesos de metamorfismo dinamotérmico en las zonas
internas; etc.
- Antepaís plegado septentrional , formado por
materiales del zócalo y de la cobertera, extensa mente recubiertos por terrenos postorogénicos y
debilmente deformados.
2.2.2. La Cordillera Bética
-- Las zonas externas
El prisma sedimentario de la Cobertera del
márgen continental meridional ibérico aparece ac-
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Figura 6.- Esquema geológico del Pirineo. ITGE 1983
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En la Cordillera Bética se distinguen dos grandes conjuntos estructurales yuxtapuestos, desde el
borde septentrional de ésta hacia el S: Las zonas
externas y las zonas internas (ver figura 7).
En «ntido geográfico, la cordillera Bética es el
conjure montañoso que se extiende desde ell
Golfo de Cádiz hasta el Sur del país Valenciano,
alargado en dirección OSO-ENE. Se encuentra limitada al 5 por el litoral mediterráneo y al N por
la depresión del Guadalquivir, el borde meridional
de La Mancha y el extremo meridional de la
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CAP. 1. - GEOLOGIA DE ESPAÑA Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO
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Figura 7.- Esquema geológico de las Cordilleras Béticas. ITGE 1983. Leyenda: 1.- Cobertera tabular del Macizo Herciniano de la
Meseta (friásico y Jurásico), 2.- Prebético externo, 3.- Prebético interno, 4.- Unidades Intermedias (o dominio intermedio), 6.Subbético medio, 7.- Subbético interno,8.- Penibético, 9.- Subbético ultrainterno, unidades de afinidad dorsaliense ysustratos de los
flyschs, 10.- Unidades del Campo de Gibraltar inferiores tectónicamente (unidad deAlmarchao 11.- Unidades del Campo de Gibraltar
predorsaliensa, mauritánicas, masllicas y numidico. Se incluyen además los materiales terciarios de /a Unidad de Mula, 12.- Rondaides
o Dorsal bética, 13.- Maláguide, 14.- A/pujárride (p. peridotitas), 15.- Nevado-Filábríde, 16.- Mioceno superior-Plioceno Cuaternario
(R.v. Rocas volcánicas), 17.- Unidades alóctonas del Guadalquivir (olistrostromas de origen subbético en el seno de los materiales
miocénicos). En la reconstrucción paleogeográfica: P.E. Prebético externo. Pi. Prebético interno. U.l. Unidades Intermedias. S.E.
Subbético externo. S.M. Subbético medio. S.l. Subbético
interno. P.N. Penibético.
tualmente distribuido en dos conjuntos: uno de
autóctono a parautóctono y otro netamente alóctono que solapa con el anterior en parte más o
menos considerable. Además, estos conjuntos difieren por las características estratigráficas, muy
especialmente las del Jurásico y Cretácico. Estos
conjuntos se denominan respectivamente:
- La zona "prebética", correspondiente a la
parte más proxima del márgen continental meridional ibérico.
La estructura de las zonas externas se caracteriza por el despegue generalizado de la cobertera
respecto al zócalo, no apareciendo los rasgos del
metamorfismo alpino en ella. Esta cobertera está
afectada por pliegues y fallas de cabalgamiento
que individualizan varios mantos de corrimiento.
Así mismo, se pueden encontrar estructuras halocinéticas en varios sectores de las zonas externas
de importancia variable.
- Las zonas internas
- La zona "subbética", situada al Sur de la anterior, corresponde a la parte dístal de dicho márgen continental ibérico.
El prisma sedimentario de las zonas externas
comprende una representación tanto más completa de los terrenos de la cobertera cuanto más
interna o dista) es la posición paleogeográfica del
punto considerado.
En las zonas internas afloran extensamente rocas paleozoicas, asimilables a un zócalo hercínico,
a diferencia de las zonas externas.
La estructura tectónica alpina de las zonas internas ("zona bética" en sentido estricto) es muy
complicada. Se reconocen en ella la superposición
de varias etapas de deformación y un dispositivo
en apilamiento de unidades alóctonas (mantos de
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
18
corrimipl i tos, escamas, etc.) y no existe un despegue generalizado de la cobertera .
tiende a lo largo de unos 430 km desde la provincia de Soria hasta el mar Mediterráneo entre
Castellón y Valencia.
Se distinguen tres grupos de unidades estructurales con características litológicas y estructura les diferentes
Esta cordillera , a veces denominada Sistema
Celtibérico, se puede dividir en dos "ramas":
Castellana u Occidental y Aragonesa u Oriental,
separadas entre sí por la cuenca de Almazán. No
presenta los caracteres de las cadenas alpinas propiamente dichas y por eso ha sido clasificada como de tipo intermedio entre éstas y las áreas de
plataforma (Julive rt et al., 1970-1974).
- Nevadofilábride , que aflora en Sierra Nevada
y la de los Filabres . Está constituido por rocas metamórficas .
- Alpujárride, que comprende varios mantos de
corrimiento . Está constituido por dos conjuntos: el
inferior, compuesto por micaesquistos y filitas, y el
superior, formado por calizas y dolomías .
El basamento de la cadena está constituido
por rocas paleozoicas y precámbricas del ciclo hercínico y un " tegumento " formado por el Pérmico,
Buntsandstein y dolomías inferiores del
Muschelkalk . El tegumento se adapta al zócalo a
modo de revestimiento y sufren conjuntamente la
tectónica de cabalgamientos asociada a las fallas
inversas del zócalo.
La cobertera está constituida por los terrenos
mesozoicos posteriores al Keuper (Jurásico y
Cretácico), fundamentalmente calizas y dolomías.
- Maláguide, situado en la parte occidental de
la zona bética . Tiene como cara cterística diferen dadora el que tanto las estructuras como el metamorfismo alcanzan aquí un desarrollo mucho menor que en los otros dos complejos .
2.2.3. Cordillera Ibérica
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La Cordillera Ibérica aparece como una cadena
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figura 8.- Las Cadenas Ibéricas y su sistema de fosas nedgenas. ITGE 1983. 1.- Cuencas
terciarias postectónicas, 2.- Mesozoico, 3.- Núcleo Paleozoico
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CAP. 1. - GEOLOGIA DE ESPAÑA Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO
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Figura 9.- Dominios y sectores en los Catalánides
calo mediante un nivel de despegue constituido
por las formaciones arcillosas y yesíferas plásticas
de la facies Keuper. El deslizamiento de la cobertera laminó la formación Keuper en algunas zonas, mientras que en otras provocó un aumento
de su espesor.
nominados dominios y sectores (ver figura 9). Los
dominios (septentrional, central y meridional) se
encuentran delimitados por alineaciones de fracturas transversales a la cadena, mientras que los
sectores (externo, intermedio e interno) son unidades paralelas a la línea de costa, delimitados
por fracturas de zócalo longitudinales.
Las últimas etapas tectónicas que afectan a la
Cordillera, de tipo distensivo, han sido las responsables de la creación de campos de fallas normales y de las cuencas intramontanas terciarías que
se encuentran en la Cadena (Calatayud, TeruelAlfambra, Requena, etc.).
2.2.4. Los Catalánides
Los Catalánides, también llamados Cadenas
Costeras Catalanas constituyen los relieves que se
extienden a lo largo de la costa catalana entre la
depresión del Empordrá y la Cordillera Ibérica. En
los Catalánides se observa una variación de las características estratigráficas y tectónicas tanto Iongitudinal como transversalmente a la cadena. Esto
permite dividirla en dos grupos de unidades, de-
Desde Mitchum (1977), la estratigrafía del
Mesozoico de los Catalánides puede dividirse en
cinco macrosecuencias deposicionales, subdivididas a su vez en un total de once secuencias
(Anadón et al, 1980).
La estructura compresiva que se observa en los
Catalánides se formó fundamentalmente durante
el Paleógeno. Este plegamiento condiciona el afloramiento del basamento paleozoico en algunas
áreas de la cadena, a favor de fallas con movimientos verticales suficientemente importantes
para provocar el desbordamiento de la cobertera
e incluso del basamento sobre el borde de la
cuenca sedimentaria paleógena.
El relieve actual de las Cadenas Costeras
Catalanas se debe a la interacción de la tectónica
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USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
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Figura 10.- Esquema geológico de la Cuenca del Duero. ITGE 1983, 1.- Neógeno y Cuaternario, 2.- Paleógeno, 3.- Mesozoico, 4.Rocas plutónicas y metamórficas, 5.- Paleozoico y Precámbrico
El relieve actual de las Cadenas Costeras
Catalanas se debe a la interacción de la tectónica
y la sedimentación durante el Neógeno, controlado por grandes fallas normales subparalelas a la
cadena.
Asociada a la tectónica distensiva neógena se
desarrolla una inmensa actividad volcánica en los
dos extremos de la cadena que produce numerosos depósitos de edad tortoniense.
del bloque antiguo, rellenadas posteriormente por
sedimentos más modernos.
--
2.3.1. La Cuenca del Duero
Con una superficie de 55.000 km-, constituye
la depresión terciaria más extensa de la Península.
Está enclavada sobre el Macizo Ibérico y se originó
a finales del Cretácico o principios del Paleoceno
(varios autores).
2.3. Cuencas Sedimentarias (neógenas
y cuaternarias )
Dentro de este apartado se describen las grandes cuencas sedimentarias terciarias de la
Península Ibérica. El rasgo común fundamental es
el haberse formado después de las grandes orogenias, por lo que las capas que las rellenan permanecen horizontales. Las depresiones del Ebro y
del Guadalquivir y las llanuras castellanas de la
Meseta pertenecen a este tipo de relieve . Las dos
primeras corresponden a fosas profundas situadas
entre el bloque de la Meseta y las cordilleras alpinas. Las llanuras de la Meseta son más someras y
están situadas en ondulaciones o hundimientos
Está enmarcada por sistemas montañosos de
entidad geográfica y litología muy distinta. Al 5 y
SO está limitada por rocas plutónicas y metamórficas del Sistema Central. En el borde occidental,
en su mitad 5, rocas plutónicas, mientras que en
la mitad N, rocas metamórficas y sedimentarias
del Precámbrico y Paleozoico. El borde N lo constituye la Cordillera Cantábrica, formada por rocas
detríticas paleozoicas hacia el O y por rocas carbonatadas al E. El límite con la depresión del Ebro
(esquina NE) coincide con la divisoria de aguas de
ambas cuencas hidrográficas. El borde oriental está constituido por rocas carbonatadas y detríticas
mesozoicas de la Cordillera Ibérica . La gran varíe-
-
CAP. 1. - GEOLOGIA DE ESPAÑA Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO
dad litológica de los materiales que forman estas
unidades geológicas y que actúan como "rocas
madres" de los sedimentos de relleno de la cuenca, hace que estos muestren, a su vez, composiciones litológicas diferenciadas.
La disposición de los sedimentos de la cuenca
sobre el sustrato es en general discordante en los
bordes S y O, mientras que en el N y E los bordes
mantenían actividad tectónica importante, lo que
dió lugar a potentes espesores de sedimentos y a
discordancias progresivas.
--
21
- Depresión intermedia
- Cuencas del Júcar y Cabriel
- Depresión manchega
De todas estas áreas, es la Cuenca de Madrid
la que por su entidad representa el área de mayor
interés para su descripción.
El espesor de los materiales de relleno de la
Depresión aumenta de O a E en unos 2.500 m,
llegando a 3.000 m en la parte N.
La Cuenca de Madrid constituye un amplio
graben, de unos 15.000 km; limitado al NO y O
por los granitoides y rocas metamórficas del
Sistema Central, al N por series paleozoicas formadas por materiales metamórficos, al 5 por los
granitos y rocas metamórficas de los Montes de
Toledo y hacia el E por los materiales calcáreos de
la Sierra de Altomira.
El relleno de la cuenca se produce, de manera
más o menos constante, mediante abanicos aluviales que pasan, según nos adentramos en la
cuenca, a sistemas fluviales de red más diferenciada. La zona central de la cuenca muestra condiciones lacustres y palustres. De estos modelos resultan una variedad de facies sedimentarias que
se interdigitan entre sí, proporcionando una cierta
complejidad litológica.
A pesar del aspecto horizontal de su superficie,
se sabe por datos gravimétricos, magnetométricos
y de sondeos que el basamento de la cuenca
muestra numerosos surcos y umbrales y que la
potencia del relleno terciario muestra una gran
asimetría en la dirección NO-SE, pasando de casi
4.000 m en la zona próxima al Sistema Central
hasta 1.500-2.000 m en la parte central y suroriental de la Cuenca.
La historia del relleno es muy compleja. La
Cuenca estaba probablemente dividida en subcuencas que a lo largo de la evolución sedimentaria posterior se unieron formando una cuenca única. En el Neógeno se puede establecer con mejor
precisión el modelo sedimentario, ya que se produce una confluencia centrípeta de las orlas aluviales marginales hacia el centro de la Cuenca.
El relleno terciario se apoya sobre sedimentos
cretácicos en la parte N y E de la Cuenca y sobre
granitos y rocas metamórficas en la parte 5 y O
(Montes de Toledo). En las áreas centrales se han
cortado sedimentos cretácicos en sondeos profundos (Tielmes) a unos 1.500 m.
2.3.2. La Meseta Sur
Los depósitos terciarios de la Meseta
Meridional pueden describirse a partir de la siguiente subdivisión:
- Borde meridional del Guadarrama y
Sornosierra
Cuenca
de Madrid
- Cuenca del Tiétar y Campo Arañuelo
La sucesión de los materiales que constrituyen
el relleno de la Cuenca de Madrid comprende
desde el Cretácico hasta el Plioceno. El Paleógeno
posee bastante espesor en las zonas próximas a
los bordes, encontrándose plegado en el borde E,
donde está constituido por arcillas y margas rojizas o amarillentas y niveles areniscosos a techo.
En general son facies terrígenas en bancos tabulares gruesos muy silicificados. El resto del relleno
sedimentario terciario se encuentra bien estructurado y definido.
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
22
2.3.3. La Cuenca del Ebro
Navarra. En la figura 11 se representa la estructura estratigráfica de la Cuenca del Ebro.
Constituye una extensa zona peninsular morfológicamente deprimida y drenada en gran parte
por el río Ebro. Posee una forma sensiblemente
triangular y está limitada por tres cadenas montañosas: los Pirineos, al N; la Cordillera Ibérica, al
SO y los Catalánides por el SE. La extensión de
los sedimentos terciarios transgrede los límites de
la propia cuenca, estando incorporados en los
Pirineos y en los Catalánides.
2.3.4. La Cuenca del Guadalquivir
_
la Cuenca del Guadalquivir se encuentra situada al S de la Península Ibérica, entre dos grandes dominios geoestructurales: la Meseta, al N,
representada por Sierra Morena, y las Cordilleras
Béticas al 5 (figura 7).
El espesor del relleno de la cuenca es variable
debido a que la base del Terciario buza en general
hacia los Pirineos, alcanzando cotas que van a
profundidades superiores a 4.000 m por debajo
del nivel del mar. Por el lado meridional , y en especial en el Bajo Aragón, la base del Terciario está
a profundidades inferiores a 1.000 m.
Los materiales que constituyen el relleno de la
cuenca pueden agruparse en dos unidades: unidad alóctona y unidad autóctona (ITGE, 1972).
En el relleno de la Cuenca del Ebro se pueden
establecer dos grandes subdivisiones. La primera
de ellas hace referencia a los depósitos de la parte
N de la cuenca, de carácter marino, sedimentados
con anterioridad a la individualización de la cuen ca propiamente dicha. La segunda etapa del desarrollo sedimentario se inicia en el momento en el
que se pasa definitivamente de la sedimentación
marina a la continental, es decir, al finalizar el depósito de las formaciones salinas de Cataluña y
terogéneos
La unidad alóctona se encuentra dispuesta como retazos de varios kilómetros cuadrados de extensión y como acumulaciones de materiales heentremezclados
matriz
margoarcillosa.
La unidad autóctona, los sedimentos característicos de la cuenca, es de facies marina, con
abundancia de arcillas de mayor o menor contenido en carbonatos y otros niveles subordinados
compuestos por detríticos gruesos o carbonatados, completando un total de más de 1.000 m de
espesor.
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- PALEOCENO 7
RIARCO
0m
1.000
2.000
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3.000
PALEOGENO
0
40 Km
Figura 11.- Estructura estratigráfica de la Cuenca del Ebro
4.000
--„
23
CAP. 1. - GEOLOGIA DE ESPAÑA Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO
proximidades de Lérida, ya que en dicha zona
contiene agua con salinidad inferior a 10.000
p.p.m. El Rético y el Muschelkalk Superior, lejos
de Lérida, pueden constituir excelentes almacenes
para la inyección de residuos, en las áreas de menor profundidad, ya que cumplen las condiciones
requeridas: buena permeabilidad, buen confinamiento y contienen agua salada.
3. POSIBILIDADES DEL ESPACIO
SUBTERRANEO EN LAS DIFERENTES
UNIDADES GEOLOGICAS
3.1. Almacenamiento en el espacio
subterráneo natural
El espacio subterráneo natural se define como
el conjunto de cavidades, poros y fracturas del
subsuelo que son aptos para su uso por el hombre (como almacenamiento, vivienda, etc.). .
b) Zona Pirenaica
A pesar de la abundancia de niveles permeables de todo tipo a lo largo de la Cordillera
Pirenaica, la presencia de una intensa tectónica de
fracturas y cabalgamientos da lugar a la existencia
de agua dulce en gran parte de ellos. Otro factor
limitativo es la presencia de gas en numerosas estructuras. Por último, la baja permeabilidad y excesiva profundidad limitan las posibilidades de
otros almacenes. Quedan como niveles más propicios el Muschelkalk, de parecidas características al
que se encuentra en la Cuenca del Ebro y el
Dogger-Malm, ambos restringidos y con algunos
reparos por profundidad y/o confinamiento, el
área central de los Pirineos, sobre todo la zona
Fundamentalmente se pueden distinguir dos
tipos de espacio subterráneo natural:
- Cavidades naturales por disolución (en calizas, yesos y otras sales)
- Porosidad de las rocas (poros y fracturas interconectados)
En la figura 12 se puede ver la distribución de
formaciones kársticas en España.
En un reciente estudio del ITGE sobre inyección en sondeos profundos, se incorpora un inventario de posibles formaciones almacén a nivel
nacional. Se presenta a continuación un resumen por
cuencas de las posibilidades
de utilización de almacenes
Mc
''
F`a
`�:• . ::::a.`
subterráneos para la inyección de residuos.
r
a) Cuenca del Ebro
En la Cuenca del Ebro los
niveles permeables aptos para constituir almacén subterráneo son fundamentalmenBuntsandstein,
el
te
Muschelkalk Superior y
Rético. El primero de ellos
tiene en general poca permeabilidad y junto con el segundo no se podría utilizar en las
A#1
t'
••
• 1•
AROR~~5
/ ROCAS CARBONATADAS KARSTIBCABLES
a
M
zoos,,
Figura 12.- Afloramientos de formaciones kársticas en España
24
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
Noroeste de la provincia de Lérida y Noroeste de
la provincia de Huesca.
de Valladolid aproximadamente) aunque sometido a veces a restricciones por la salinidad del agua
de formación y/o arcillosidad de las arenas y areniscas.
c) Cuenca Cantábrica
En la Cuenca Cantábrica los condicionamientos son similares a los descritos para la Pirenaica ,
reduciéndose la multitud de almacenes jurásicos y
cretácicos existentes a sólo dos niveles con aptitudes para confinar residuos: las carniolas del Rético
y el almacén arenoso-areniscoso del Purbeck, a
veces limitados por la existencia de agua dulce.
Ambas formaciones presentan su principal desarrollo en la cubeta Santanderina y el segundo
también en la cubeta Vizcaína.
e) Zonas de Tajo-Mancha, Ibérica y Cordilleras
Catalanas
Dada la amplitud de la zona, son numerosos
los posibles almacenes que, a su vez, presentan limitaciones geográficas por no cumplir algunas de
las condiciones necesarias para la recepción de resíduos (permeabilidad, confinamiento y salinidad
del agua de formación). Así los niveles del
Buntsandstein, Muschelkalk, Lías inferior,
Cretácico inferior e inclusive el Terciario Detrítico
de la Cuenca de Madrid, pueden ser considerados
como potenciales almacenes, teniendo en cuenta
a la hora de estudiarlos los posibles usos alternativos (por ejemplo explotación de energía geotérmica). La escasez de sondeos de investigación condiciona las posibilidades de ca rtografiar zonas
favorables, que se han de limitar al área del Tajo
en donde el número de sondeos es mayor.
d) Cuenca del Duero
El almacén más favorable en esta Cuenca es la
serie dolomítica del Rético, en su área de existencia que se circunscribe fundamentalmente al sector Oriental de la Cuenca.
El Cretácico, tanto arenoso como calcáreo
pueden constituir un almacén aceptable en un
área más amplia de la Cuenca (hasta el meridiano
Figura 13.- Esquema básico de posibles estructuras geológicas almacén. Ayala y Col 1986
Mar Cantábrico
Debido a la escasa investigación de hidrocarburos Ilevada a cabo en esta zona del
territorio peninsular, la informaco5n disponible no permite extraer conclusiones con-
Bilbao
Francia .
La Coruña
Zaragoza
Barcelona
Madrid
valencia
sobre
posibles
cretas
No
obstante
en
almacenes.
base a los datos disponibles y
al conocimiento geológico es
posible seleccionar los siguientes niveles (condiciona-
c4
ad�
0a�
das
2
Seviliba
bias Canarias
r
Q
f) Cordilleras Béticas
fi
a
dos siempre por factores de
tectónica):
Area Prebética.
Posibles estructuras geológicas-almacén
Formaciones calcáreas del
Jurásico, muy extendidas en
M.
-'
25
CAP . 1. - GEOLOGÍA DE ESPAÑA Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO
toda el área, pero con limitaciones locales por contener
agua dulce. Presentan muy
buenas características hidráulicas y aceptable confinamiento.
Mar Cantábrico
Francia
,,
-
- Arca Subbética
Los niveles calcáreos del
Q
c�
Q
dp
Jurásico inferior y medio pueden ser estudiados como potenciales almacenes en aquellas zonas en que por su
confinamiento y profundidad
contengan agua salada.
0a�¢a�
Islas Canarias
Q
od
a
- Area Bética
v
Aunque
en
esta
zona
existen numerosos tramos
Figura 14. Esquema básico de posibilidades de construcción de almacenamientos en sal.
Ayala, 1976
permeables, con buenas ca-
racterísticas hidrogeológicas (mármoles del
Nevado-Filábride, dolomías del Alpujárride, calizas
y dolomías del Maláguide, e incluso niveles detríticos del Neógeno Postorogénico basa) en las depresiones internas), la intensa actividad tectónica
reciente y actual (incluida la sismicidad) que origina la presencia de agua con baja salinidad (menor
de 10.000 p.p.m.) a profundidades importantes,
desaconseja considerarlos como almacenes potenciales. No obstante las investigaciones que se realicen, así como la gravedad y urgencia de algún
problema de eliminación de resíduos podría inducir a la consideración particular y local de estas
formaciones desarrollando estudios de detalle.
g) Depresión del Guadalquivir
Los potenciales almacenes a considerar en la
Cuenca del Guadalquivir se reducen, teniendo en
cuenta los condicionantes mencionados en otros
apartados, a las formaciones carbonatadas del
Jurásico. Con características hidráulicas y de confinamiento, han sido detectadas sobre todo en sondeos del área más Occidental de la depresión
(Almonte, Asperillo, Moguer y Huelva).
3.2. Construcción de cavidades (espacio subterráneo artificial)
3.2.1. Por disolución
El subsuelo peninsular es ámbito de un gran
desarrollo de depósitos de masas salinas y fenómenos diapíricos asociados (figura 14). Estas masas de sal, cuando reúnan condiciones favorables,
podrán ser utilizadas para la creación de espacios
subterráneos aptos para servir de almacenamiento
(resíduos, hidrocarburos, etc.).
las áreas de mayor interés se pueden concretar en:
- Zona Cantábrica
- Pirineos Occidentales
- Pirineos Orientales
-Depresión del Guadal-quivir
- Extremo Oriental de las Cordilleras Béticas
(Murcia-Alicante)
3.2.2. Por excavación
las cavidades excavadas para cualquier uso tienen como condición esencial el que mantengan
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
26
sus formas y propiedades a
Mar cantábrico
lo largo del tiempo. Su resisFrancia
'.
tencia es, pues, condición
fundamental. Por otra parte,
+
no basta que su resistencia
sea tal que evite el peligro de
rotura; es necesario, además,
que la construcción sea esta -
.
ó
b -
ble e inmóvil, es decir, estática y que los fenómenos de
Islas Canarias
deformación que se desarrollan en ellas, cualesquiera
que sean las causas (asientos
del cimiento, acciones exte-
o�%rJ
Complejos metamórficos
herdnicos (Aceptable)
Complejos hercínicos muy
riores, etc.) no sobrepasen
valores más allá de los cuales
tectonizados en el terciario (Cuestionable)
las estructuras, sin romperse,
puedan perder su eficacia.
Figura 15 Esquema básico de posibilidades de construcción de almacenamientos en grandes
cavidades por excavación. Ayala, 1986
Existen algunos tipos de excavación subterránea cuya localización viene impuesta por otro tipo
de condicionantes, diferentes a la aptitud del sustrato rocoso para su construcción. Los túneles de
las vías de comunicación, de metro en el ámbito
urbano, etc., tienen un traza-
Es obvio, por tanto, que todas las investigaciones han de ir encaminadas a conocer lo mejor posible las características geológico-geotécnicas de
las formaciones en las que van a desarrollarse las
obras.
Figura 16. Principales centrales hidroeléctricas subterráneas. Ayala, 1986
Mar cantábrico
• o
e
Complejos hercínicos muy
tectonizados en el terciario
(Cuestionable)
Yancia',
do cuyo diseño está sólo en
algunas ocasiones y en alguna medida condicionado por
las características geológicas
del terreno que atraviesan.
e
En estos casos, la construcción se encarece enormemente ya que las carencias
08
de resistencia y de comport amiento estático hay que suplirlas a base de tecnología
ó
o
m
Canarias
c>
Central
subterránea
• < 100.000�m��
o
Idemconexcavación > 100.000m3
® Idem > 500 .000 m3
oIdem >1 . 000.000m3
fIGUMt:/lriüa�mN . kwaMm►eeewiW »r./fM►rrMcsnaraNffr/OOMEtIfNtf�
(sostenimientos,
etc.).
drenaje,
Cuando el tipo de instalación es tal que es posible elegir su ubicación (centrales hi-
droeléctricas,
nucleares,
almacenamientos, etc.), el
-`
CAP. 1. - GEOLOGIA DE ESPAÑA Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERR4NEO
factor geológico la controla
casi totalmente, como puede
-
27
Figura 17. Formaciones objetivo para el almacenamiento de residuos radiactivos de alta
actividad. Ayala, 1986
observarse comparando las
figuras 15 y 16, o en la figura 17, donde se muestran las
distintas áreas de afloramiento de los materiales técnicamente apropiados para la
construcción de un almacenamiento de residuos radiactivos de alta actividad.
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Mar Cantábrico
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predominante
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4. BIBLIOGRAFIA
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hom. Luis Solé, t. 14. págs. 242-270.
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-ITGE (1981). Mapa geológico de la Península
Ibérica, Baleares y Canarias. E. 1:1.000.000.
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sequence as a basic unit for stratigraphic analysis", in ch. E. Payton (ed): Seismic stratigraphy,
-ITGE (1983). Libro Jubilar de Jose María Ríos. TO-
aplications to hydrocarbon exploration.- A.A.P.G.
Mem. 26, pags. 53-62.
MOS 1 y Ii.
-
2.- GRANDES COMPLEJOS HIDROELECTRICOS SUBTERRANEOS
INDICE DEL CAPITULO 2
GRANDES COMPLEJOS HIDROELECTRICOS SUBTERRANEOS
1. INTRODUCCION
2. AMPLIACION DE LA CENTRAL DE VILLARINO
2.1. Introducción y generalidades
2.2. Ampliación de la Central
3. SALTO DE MORALETS
3.1. Introducción y generalidades
3.2.- Central
4. APROVECHAMIENTO HIDROELECTRICO DE ALDEADAVILA
4.1. Introducción y generalidades
4.2. Central de Aldeadávila 1
4.3. Central de Aldeadávila II
5. APROVECHAMIENTO DE ESTAGENTO - SALLENTE
5.1. Introducción y generalidades
5.2. Central. Instalaciones
6. APROVECHAMIENTO DE COSTES -LA MUELA
6.1. Introducción y generalidades
6.2. Salto de bombeo de La Muela
7. BIBLIOGRAFIA
CAPITULO 2
GRANDES COMPLEJOS HIDROELÉCTRICOS SUBTERRANEOS
1. INTRODUCCION
Desde su descubrimiento, la energía eléctrica
está tan íntimamente ligada al desarrollo de la
Humanidad, que en nuestros días no se puede
concebir sin ella ni siguiera la vida ordinaria, habiéndose convertido en la forma de energía más
importante e imprescindible para el hombre.
El desarrollo de la energía eléctrica se apoyó
inicialmente en las energías hidráulica y térmica.
Mientras que la p ri mera solo necesitaba de agua y
de desniveles oportunos, la segunda exigía el consumo de una materia combustible como carbón,
derivadosdel petróleo o gases.
La crisis energética de los años setenta originada por el petróleo constituyó un enorme reto para
los países civilizados que ampliaron sus investigaciones sobre combustibles fósiles y energías alternativas, impulsándolos a la realización de grandes
centros de producción eléctrica y a la utilización
de la energía nuclear.
En España, la pauta a seguir se marcó con el
conocido Plan Energético Nacional (PEN) que tenía
como objetivo fundamental la reducción de la utilización de petróleo en la generación de electricidad y su sustitución por otras fuentes. Ello permitió reducir el consumo de fuelóleo en las centrales
termoeléctricas desde los 10,1 millones de toneladas empleados en 1976 a 1,6 millones de toneladas consumidos en 1988.
La potencia de las centrales eléctricas españolas alcanzó a finales de 1988 la cifra de
44.460.242 kW. La tabla 1 refleja la evolución desde 1940. En cuanto a la energía eléctrica producida, en 1988 ascendió a 138.904 millones de
kWh, suponiendo un aumento del 4,1 % sobre la
cifra registrada el año anterior (tabla II), destacando el incremento de la producción hidroeléctrica y
de la electronuclear. Finalmente, el consumo neto
total de energía en 1988 fue de 117.568 millones
de kWh, lo que supone un crecimiento del 5,0%
con respecto a la cifra de consumo de 1987. Este
incremento es muy superior al contemplado en el
PEN (3,3%) y el más alto registrado en España
desde 1979. Estos datos muestran la relación existente entre el consumo de energía eléctrica y el
nivel económico del país.
En España , por sus características topográficas
e hidráulicas, existen más de 900 presas con alturas superiores a 15 metros. En un principio, el objetivo fundamental de estas presas era la regulación de los ríos, pero en los últimos cuarenta
años, el motivo principal de la construcción de
aproximadamente el 50% de las presas ha sido la
obtención de energía
A principios de esta década, era creencia muy extendida que los recursos hidráulicos estaban agotados o muy próximos a agotarse. El
PEN preveía la instalación de 5.700 MW con una
producción media de unos 8.000 millones de
kWh, indicando que aún quedaban recursos hidráulicos por explotar, aunque también es verdad
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
34
TABLA 1.-Potencia total en MW instalada en España a 31 de diciembre en el periodo 1940-1988. (Datos publicados por Energía y
basados en la Memoria Unesa 1988)
Termoeléctrica
Hidro- TermoAño eléctr. eléctr. Total
HidroAño eléctr. Clási. Nuclear Total
1940
1941
1942
1943
1944
1945
1965
1966
1967
1968
1969
1.350
1.355
1.376
1.408
1.412
1.458
381
385
395
410
415
418
1.731
1.740
1.771
1.818
1.827
7.193
7.680
8.227
8.543
9.335
2.980
3.457
4.671
5.292 153
6.165 153
10.173
11.137
12.898
13.988
15.653
TABLA 11. -Producción total anual española de energía eléctrica, en millones de Kwh, en e/ periodo 1940-1988.
(Datos publicados por Energía y basados en la Memoria Unesa 1988)
Termoeléctrica
Hidro- Termo-
Hidro-
Año eléctr. eléctr. Total
Año eléctr.
1940 3.353
1941 3.659
1942 4.065
1943 4.385
1944 4.016
1945"c
1965
1966
1967
1968
1969
264
231
373
433
704
3.617
3.890
4.438
4.818
4.720
Clási. Nuclear Total
19.686 12.037
27.278 10.421
22.680 17.957
24.428 21.366
57
30.691 20.604 829
31.723
37.699
40.637
45.851
52.124
--
CAP. 2. - GRANDES COMPLEJOS HIDROELÉCTRICOS SUBTERRÁNEOS
que los mejores emplazamientos ya habían sido
utilizados. Actualmente, el total de centrales hidroeléctricas es del orden de 300, con una p roducción global superior a 36.000 millones de
kWh, de las que aproximadamente un 10% son
centrales subterráneas y en las que se produce un
30% de la energía hidroeléctrica total del país. La
figura 1 muestra la evolución de las centrales subterráneas españolas.
35
"
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La técnica de las centrales subterráneas nace
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pueden determinar la ubicación subterránea:
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Figura 1. Centrales subterráneas españolas (Fetjoo, 1981)
donante muy fuerte.
•Funcionalidad. Existencia de condicionantes de regulación, submergencia, etc. Tal es el
caso que las máquinas reversibles que necesitan
de una contrapresión para el bombeo en orden a
evitar cavitaciones.
do los grandes complejos hidroeléctricos que seguidamente se describen, que presentan las dos
alternativas utilizadas en los últimos años para
afrontar el problema energético: ampliación de
centrales existentes y construcción de centrales reversibles para "almacenamiento" de energía.
•Gran carrera entre los niveles normales y
de avenida del río.
2. AMPLIACION DE LA CENTRAL DE
VILLARINO
•Condicionantes geológicos-geotécnicos.
2.1. Introducción y generalidades
*Seguridad frente a acciones de guerra y
de sabotaje.
La utilización del espacio subterráneo para la
obtención de energía eléctrica ha ido en un progresivo aumento, culminando en los últimos años
en la realización de grandes proyectos hidroeléctricos cuya descripción exhaustiva se sale de los límites de este trabajo. Por ello, se han seleccionado los grandes complejos hidroeléctricos que
El salto de Villarino es una de las concesiones
de IBERDUERO, S.A. y está situado en la provincia
de Salamanca. Aprovecha las aportaciones del río
Tormes antes de desembocar en el río Duero.
Consiste en un embalse -Embalse de Almendrasobre el río Tormes de algo menos de dos mil quinientos millones de metros cúbicos de capacidad
útil y una central subterránea, inicialmente equipada con cuatro grupos reversibles, con una po-
36
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
tencia total de 540 MW, que desagua en la cola
del embalse de Aldeadávila en el río Duero . El salto bruto máximo es 402 m.
El embalse se crea mediante una presa bóveda
de 202 m de altura y otras dos presas laterales,
una, de escollera con pantalla asfáltica de 1.673
m de longitud y 35 m de altura , y otra, de grave dad aligerada , de 1.244 m de longitud y 34 m de
altura.
La ampliación de esta central es una de las
más interesantes en España . Ya en serv icio, se decidió equipar la central con dos grupos más de las
mismas cara cterísticas que los instalados, aprovechando las galerías de conducción y desagüe existentes . Ello exige la excavación de diversas cavernas muy próximas a las existentes y, algunas , en
su prolongación .
2.2. Ampliación de la Central
La figura 2 muestra el esquema general de la
central .
El embalse y la central están unidos por una
galería de conducción en carga circular de 7,50 m
de diámetro libre y 15 km de longitud . La galería
de desagüe tiene 98,83 m2, y con sus 1.272 m
de longitud obligó a conectarla con una chimenea
de equilibrio .
La instalación de los dos nuevos grupos obligó
a establecer, además de los enlaces con las galerías de conducción y desagüe existentes , los siguientes elementos ( Fora , 1981):
'Chimenea de equilibrio de aguas arriba,
consistente en un pozo de 15,50 metros de diámetro y 88,71 m de altura, con cámaras de expansión inferior de 207 , 00 m de longitud y 76 m2
de sección , y de expansión superior de 101 m de
longitud y 97 m2 de sección ; esta última comunicada, mediante un pozo del mismo diámetro que
el anterior y 49 m de altura , con la cámara de expansión superior de la chimenea existente .
'Cámara subterránea de 30 m de longitud , 10,50 m de ancho y 16 m de alto, para alojar
la nueva válvula de baja presión. Un pozo de acceso a esta cámara de 22,57 m2 de sección y 116
m de profundidad.
' Pozo de presión de 224 m de altura y 5
m de diámetro, revestido de hormigón armado,
que se bifurca en dos tuberías forzadas de 100 m
de altura y 2,80 m de diámetro en sus tramos verticales y 41,50 m de longitud y 2 m de diámetro
en sus tramos horizontales.
' Caverna de 43,00 m de longitud, 7,50
m de ancho y 11,25 m de alto para las válvulas de
alta presión.
'Caverna central , en prolongación con la
existente , de 81,00 m de longitud, 14,00 m de
ancho y 24,80 m de alto, con aumentos locales
de altura para incluir en ella las cámaras espirales
y tramos verticales de los aspiradores , resultando
una caverna de central de 155 , 00 m de longitud y
14,00 m de anchura.
'Cámara de válvulas de tubos de aspiración en caverna de 53,60 m de longitud, 6,50 m
de anchura y 9,70 m de altura.
'Chimennea de equilibrio de aguas abajo
formada por un pozo de 51,97 m de altura y 14
m de diámetro, una cámara de expansión superior de 54, 73 m de longitud y 62,94 m2 de sección , unida en uno de sus extremos con la cámara
de expansión superior existente, y una cámara de
expansión inferior de 118,07 m de longitud y
sección variable entre 115,322 y 94,63 m2.
'Pozo para cables de fuerza y barras de
449,66 m de profundidad.
' Caverna de transformadores, en prolongación con la existente, de 46,85 m de longitud,
11,30 m de anchura y 10,55 m de altura.
El terreno está constituido por un batolito gra-
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CAP. 2. - GRANDES COMPLEJOS HIDROELÉCTRICOS SUBTERRÁNEOS
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Figura 2. Aprovechamiento hidroeléctrico de Villarino. Esquema de conjunto (Cortesía de IBERDUERO, S.A.)
nítico muy compacto que no influyó prácticamente en nada la marcha de los trabajos.
A fin de no perturbar el funcionamiento de los
grupos en servicio, la casi totalidad de los trabajos
se realizaron al abrigo de tapones de roca situados en los enlaces del circuito hidráulico de la
central en servicio con el de los nuevos grupos.
-
Las excavaciones se realizaron con explosivos
sin ocasionar daño alguno. Para el control de las
voladuras, se impuso una velocidad máxima dé 50
mrn/s en cualquier punto de las instalaciones en
servicio, valor que resultó ser muy conservador.
Además, en los apoyos de las turbinas, generadores y válvulas, así como en el interior de la sala de
mandos, la aceleración de la vibración se limitó a
un valor máximo de 2 g. Para el control de las vibraciones, se empleó un UV Recorder SE 3006,
provisto de galvanómetros tipo 3.450 de 0,05
mA/cm, 6 mV/cm con un grado de respuesta del
10%, que producía directamente diagramas de
velocidad de la vibración en seis puntos diferen-
tes, mediante los correspondientes captores.
Ocasionalmente, también se emplearon algunos
combígrafos, tipo CV-5.
Otro buen ejemplo de ampliación es el del
Salto de Castro sobre el río Duero, descrita por
García (1981) y Landabaso (1981).
3. SALTO DE MORALETS
3.1. Introducción y generalidades
Construído por ENHER, se encuentra ubicado
en el Pirineo Catalano-Aragonés para el aprovechamiento de la cabecera del Noguera
Ribagorzana. La central es de bombeo, con un
salto medio de 760 metros, entre los embalses de
Llauset (14,4 hm3) y Baserca (21,05 hm3). El agua
embalsada por una presa bóveda de 87 metros de
altura en Llauset es conducida hasta la cabecera
de la central hidroeléctrica a través de una galería
de presión de 4,9 m de diámetro y 3,6 km de
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
38
longitud, y hasta la central subterránea por medio
de una tubería de acero de 2,65 metros aproxi madamente de diámetro aproximadamente e instalada en el interior de un pozo con 45 de inclinación y 1030 m de longitud . Atravesada la cámara
3.2. Central
La central se sitúa en un macizo devónico de
calcoesquistos (de bastante dureza , que permitió
realizar la excavación sin protecciones especiales),
y está descrita por Herrero (1981).
de turbinas, el agua circula por una galería de baja presión de 4,9 metros de diámetro y 600 metros de longitud para verter al embalse de
Baserca , cerrado por una presa bóveda de 90 me tros de altura . El esquema general es el representado en la figura 3.
La sala de máquinas es de planta rectangular,
con una anchura de 15 metros, una longitud de
50 metros y una altura de 36 metros. Su sección
transversal es abovedada, de altura constante, disponiéndose su eje sensiblemente paralelo al cauce
del Noguera Ribagorzana y perpendicular a la traza de la tubería forzada. La altura del camino de
rodadura del puente-grúa es de 13,50 metros por
encima del piso de la sala de máquinas y el intradós en la clave de la bóveda está a 8 metros por
En primera fase estaban previstos tres grupos,
con un consumo de 10 m3/s, cada uno en turbinado, y una potencia total de 200 MW, con posi ble ampliación doblando la potencia .
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Figura 3.Aprovechamiento hidroeléctrico de Moralets. Esquemas altimétrico y de conjunto . (Serrano, 1985) (Cortesía de ENHER).
CAP. 2. - GRANDES COMPLEJOS HIDROELÉCTRICOS SUBTERRANEOS
encima de la cota del camino de rodadura.
A 28,30 metros del eje de la Central, en dirección aguas arriba de la misma, se sitúa el eje de la
Cámara de Válvulas de Alta presión para aislar los
grupos del embalse de Llauset. Tiene una sección
transversal abovedada y es de planta rectangular
de 35,3 metros de longitud por 8,20 metros de
ancho y una altura de 13,55 metros. La cámara
está unida a la galería de drenaje mediante un pozo de 2 metros de diámetro.
La Cámara de Transformadores, cuyo eje se sitúa a 33 metros del de la Central, tiene una sección rectangular en planta, con una longitud de
35 metros, un ancho de 14 metros y una altura
de 16 metros.
La Cámara de Válvulas de Baja Presión tiene su
eje a 24,25 metros del de la Cámara de
Transformadores. Tiene 36 metros de longitud y 4
metros de ancho.
Las cámaras están unidas mediante galerías
con una sección de arco de medio punto, de 4
metros de ancho y 4,95 de altura en lave.
La excavación de las bóvedas se realizó con
precorte. La máxima velocidad de vibración se Iimitó a 50 mm/seg.
En la construcción de este complejo hidroeléctrico, la perforación del pozo inclinado llegó a ser
el punto crítico, dejándose notar las importantes
limitaciones que impone la inclinación y la sección
de la galería. Según Serrano (1985), que recopiló
39
teriales y el desplazamiento del personal se realizaba mediante una jaula auxiliar, equipada con
motor de 43 CV y que podía alcanzar 0,9 m/s. El
rendimiento medio obtenido fué de 65-75 metros
lineales por mes, con tres relevos y un terreno estable.
En el tramo inicial de excavación, con terrenos
de buena calidad, el sistema funcionó correctamente. Sin embargo, el empeoramiento de la calidad del terrano obligó, para asegurar el plazo final, a abrir un nuevo frente de ataque en galería,
en el extremo superior del pozo. Para garantizar
una correcta conexión con la galería piloto abierta
en el extremo inferior, a la que restaban más de
300 metros para su finalización, se perforó un taladro de 176 metros de longitud utilizando la técnica del sondeo direccional que posteriormente
sería ensanchado a una sección circular de 2,10
metros de diámetro utilizando la técnica "raise
drili". Ello motivó la ejecución de una galería horizontal de 180 metros de longitud para la instalación de la cabeza " raise dril)". El sondeo direccional, de 12 1/4 " de diámetro, caló con la galería
de acceso lateral con 0 m de desviación en la
orientación y 21 cm en la inclinación.
El ensanche a la sección definitiva de 23 m2 se
realizó desde la parte superior a la inferior. La perforación se realizó con un jumbo de tres brazos y
para el desescombro se utilizó una retroexcavadora especialmente adaptada para trabajar con una
inclinación de 450, que movía el escombro hasta
el cuele piloto para deslizado después por gravedad hasta la base del pozo.
bastante información sobre el tema, se comenzó
4. APROVECHAMIENTO
desde su parte inferior, excavando una galerfa',.piloto de 13 m2, que en una segunda etapa debía
ensancharse a 23 m2, con un Jurnbo de dos brazos de perforación y uno de maniobras comercializado por Alimak con la denominación
"Groundhog". Se desplazaba bajo carril anclado
en clave de la galería con una velocidad de 15
m/min y 25 m/min en sentidos ascendente y descendente, respectivamente. El suministro de ma-
HIDROELECTRICO DE ALDEADAVILA
4.1. Introducción y generalidades
En el Salto de Aldeadávila (Salamanca ), IBERDUERO, S.A. aprovecha un desnivel de unos 139
metros, disponible en el tramo internacional reservado a España en el río Duero y existente entre la
cola del embalse de Saucelle y la desembocadura
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
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Figura 4. Aprovechamiento hidroeléctrico de Aldeadávila. Esquema de conjunto (Cortesía de IBERDUERO, S.A.)
del río Tormes. Se trata de otro ejemplo muy inte-
se reunen en una galería de desagüe común, sin
resante de ampliación (figuras 4 y 5).
revestir, de 136,70 m2 de sección útil y una longitud de 511 metros. Al final de la unión de los tubos de aspiración se encuentran, sobre ellos y comunicadas con los mismos por sendos pozos, las
chimeneas de equilibrio. Estas consisten en cuatro
pozos de 250 m2 de sección útil y 40 m de altura
cada uno. Sobre ellos, la caverna de transformadores de 159 m de longitud, 18 m de anchura y
12,50 m de altura que aloja 18 transformadores
monofásicos.
4.2. Central de Aldeadávila 1
Puesta en servicio en 1963, se instaló una potencia de 718.200 kW, produciendo en el año
medio 3.272 GWh mediante seis alternadores trifásicos de 13 kV.
La central se ubica en una caverna subterránea
de 139 metros de longitud, 18 metros de anchura
y 20,50 metros de altura.
4.3. Central de Aldedávila II
El agua accede a las turbinas a través de seis
tuberías forzadas, excavadas en roca, de 5,00 metros de diámetro, blindadas en toda su longitud
(184 metros) e inclinadas 43° con la horizontal.
Aprovecha el desnivel existente entre los embalses de Aldedávila y Saucelle. Contempla dos
grupos que pueden generar una potencia de 400
MW, alojados en una caverna de 84 m de longitud, 19 m de ancho y una altura de 53 m. Se organiza en tres plantas, alternadores, servicios y
Los tubos de aspiración de cada tres turbinas
-
CAP. 2. - GRANDES COMPLEJOS HIDROELÉCTRICOS SUSTERRANEOS
turbinas cuyas cotas respectivas son 171,50;
165,05 y 158.
Tres transformadores monofásicos se alojan en
una caverna de 60,85 m de longitud, 13,5 m de
anchura y 11,85 mts de altura, paralela a la central y situada a 41 m aguas abajo de ella y en la
cota 231,5. El pozo de cables tiene 5 m, de diámetro libre y 409,85 m de longitud.
El circuito hidraúlico está constituido por dos
galerías de toma de sección cuadrada libre, de 7
m de lado, comunicadas con las cámara de compuertas por pozos de 10,50 mts de diámetro de
excavación. Aguas abajo de estos pozos, se inician
las tuberías forzadas verticales de 195 m de altura, sección variable entre 7 y 4,50 m de diámetro
libre, una inclinación de 20° y con revestimiento
metálico hasta la chimenea de equilibrio.
Las chimeneas de equilibrio están formadas
41
por dos pozos de 64,50 m de altura y 417 m2. En
su parte inferior están unidas por una galería de
158 m2 de sección libre. Por su parte superior, cota 231,50, corre la cámara de compuertas de 46
m de largo y 158 m2 de sección. La galería de desagüe tiene una sección de 154 m2 y 848 m de
longitud.
5. APROVECHAMIENTO DE ESTANGENTO-SALLENTE
5.1. Introducción y generalidades
Ubicada en el norte de la provincia de Lérida,
fue la primera central de bombeo reversible instalada en Cataluña. Con una potencia total de
568.000 kW, FECSA pretendía garantizar la regulación de su sistema y cubrir las puntas de consumo de la forma más económica posible.
Figura 5. Aprovechamiento hidroeléctrico de Aldedávila. Perfil longitudinal (cortesía de IBERDUERO, S.A.)
42
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
La central de Capdella, en servicio desde 1914,
se encuentra en la parte alta del valle de Flamisell,
siendo su potencia máxima de 26.000 kW y trabajando con un salto bruto de 836 metros. Su
cuenca de alimentación se recoje en 28 lagos unidos mediante canales y galerías que la conducen
al lago Estangento, que fue recrecido en su día y
que sirve como colector general (figura 6).
1
La nueva instalación adopta el lago Estangento
como embalse superior y el embalse de Saliente
como inferior, con un salto bruto máximo de
400,70 metros, y trabaja conjuntamente con la
central de Capdella. Ello exigió acondicionar y reforzar la presa de Estangento que debía soportar
un régimen alternativo de carga y descarga que se
traduciría en un envejecimiento acelerado. Esta
presa fue construida durante los años 1912-14. Es
de hormigón, revestida exteriormente con mampostería de granito, tipo gravedad en curva. Su
longitud desarrollada es de 188,20 metros y con
una altura máxima de 20 metros crea un embalse
de 3,29 hm3 útiles.
La presa de Saliente, con una longitud en co•
ronación de 397,85 metros y una altura máxima
de 89 metros, crea el embalse inferior de 5,40
hm3 de capacidad.
5.2. Central. Instalaciones
La figura 7 muestra el perfil longitudinal de la
instalación.
La central tiene 84,60 metros de longitud,
19,50 metros de anchura y 37 metros de altura.
Se aloja en una caverna excavada en el interior de
una escarpada ladera que forma el circo de
Saliente y constituida por una transición granitopizarra. El recubrimiento es de 90 metros.
Como diferencia notable, la bóveda de esta
central es de forma semicircular.
La estación transformadora se sitúa independientemente de la central, en el exterior y próxima
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Figura 6.- Aprovechamiento hidroeléctrico de EstangentoSaliente. Esquema de conjunto (Cortesía de FUERZAS
ELECIRICAS DE CATALUÑA, S.A.)
a ella. Debido a lo extremado del clima, los trasformadores se ubican en el interior de un edificio
conjuntamente con el cuadro de mando y el resto
del equipo eléctrico. Dicho edificio está protegido
contra la caída de piedras y las avalanchas de nieve.
Por otra parte, para alcanzar las instalaciones
en invierno, se proyectó un túnel que partiendo
de un punto de la carretera general, donde la experiencia confirma que la nieve suele ser escasa,
alcanza la central tras un recorrido de 2.475 metros. Este túnel, en los 1095 metros finales, sirve
además como drenaje de la central.
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CAP. 2. - GRANDES COMPLEJOS HIDROELÉCTRICOS SUBTERRANEOS
El trazado del túnel de acceso a la central presenta un recorrido singular, ya que siendo la distancia en línea recta entre el emboquille y la central de 250 metros, es insuficiente para alcanzarla
con pendiente normal. Por ello, fue necesario internarse en la montaña para conseguir el desarrollo de 592 metros y poder acceder así con una
pendiente uniforme del 10,4% a la planta de alternadores.
6. APROVECHAMIENTO DE CORTESLA MUELA
6.1. Introducción y generalidades
43
do "Salto de Cortés" es un esquema construido
en los años 20 y constituido por presa pequeña
de derivación, canal de 15 km en lámina libre y
central de extremidad equipada con una potencia
total del orden de 30.000 kW. El nuevo "Salto de
Cortés II" se crea al intercalar en el curso del río
Júcar una presa de tipo arco-gravedad, de hormigón en masa, y de 112 metros de altura, que permite aprovechar el desnivel existente entre el desagüe del Salto de Cofrentes y la toma del Salto
de Millares, sustituyendo al actual Salto de Cortés
de Pallás, con un aumento de la producción de
energía del tramo de 140 millones de kWh. Tiene
una disposición sumamente compacta, con la
central situada a pie de presa. La potencia instalada es de 240.000 kW.
Situado en el curso medio-inferior del río
Júcar, en la zona montañosa de la provincia de
Valencia, el Aprovechamiento de Cortés-La Muela
de HIDROELECTRICA ESPAÑOLA, S.A., consta de
elementos fundamentales (figura 8): el Salto de
Cortés II (instalación de turbinación convencional)
y el Salto de Bombeo de La Muela (dispositivo reversible de acumulación-turbinación).
Por otra parte, teniendo en cuenta que la
Central Nuclear de Cofrentes de 975 MW está
ubicada a unos 15 km aguas arriba, y que esta
Central requiere el consumo de energía de valle,
el esquema anterior se ha completado con el
aprovechamiento de turbinación por bombeo de
La Muela.
El aprovechamiento hidroeléctrico denomina-
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Figura 7.- Aprovechamiento hidroeléctrico de Estangento-Sallente. Perfil longítudínal (Cortesía de FUERZAS ELECTRICAS DE
CATALUÑA, SA.)
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
44
El depósito superior se realizó excavando hasta
la cota 811, 50 en la meseta de la Muela, situada
a la cota media 815, y disponiendo los productos
de dicha excavación en un dique perimetral, de
4,5 km de longitud, que permite tener un nivel
de agua hasta la cota 832. El embalse producido
to de Cortés II y puesto que la presa de Millares
no tiene embalse suficiente, se construyó el contraembalse de El Naranjero con una presa idéntica
a la de Cortés II pero con una altura de 86 metros.
_
tiene aproximadamente un millón de metros cua6.2. Salto de bombeo de La Muela
El bombeo de La Muela aprovecha unas circunstancias geomorfológicas extraordinariamente
singulares: la proximidad entre el cauce del río
Júcar y la inmensa altiplanicie llamada Muela de
Cortés de Pallás, con un desnivel entre ambos de
600 metros, siendo la distancia en planta de 900
metros. Una relación distancia/altura de 1 , 5 es excepcional, pero si a ello se le añade la posibilidad
de disponer de un depósito superior de capacidad
prácticamente ilimitada resulta el emplazamiento
más favorable que pueda imaginarse para la insta lación de un esquema de acumulación por bombeo. De hecho, el límite práctico de capacidad viene fijado por el depósito inferior, que, intercalado
en la cascada de aprovechamientos del Júcar, no
admite una carrera de embalse grande, pues se
perdería salto en la explotación de agua rodada .
drados y veinte millones de metros cúbicos de capacidad.
_
La central de La Muela (figura 9) está constituída por una caverna de 111 m de largo, 21,6 metros de ancho y 44 metros de alto. Está excavada
en roca caliza de buena calidad , aunque la presencia de una capa de inferior calidad obligó a calar la central a una profundidad algo mayor que lo
usual.
_
La caverna aloja los tres grupos turbina-bomba
de 190 .000 kW de potencia cada uno, estando el
plano medio del distribuidor situado a la cota
245. Asimismo, la caverna principal aloja las válvulas de alta presión.
_
_
En una caverna paralela , pero a cota 322, se
alojan los transformadores conectados con los
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Figura 8.- Aprovechamiento hidroeléctrico de Cortes-La Muela . Esquema funcional (Cortesía de HIDROELECTRICA ESPAÑOLA, SA.)
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CAP. 2. - GRANDES COMPLEJOS HIDROELÉCTRICOS SUBTERRÁNEOS
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Figura 9.- Aprovechamiento hidroeléctrico de cortes-La Muela . Perfil longitudinal (Cortesía de HIDROELECTRICA ESPAÑOLA, LA )
grupos de la central por los pozos de barras.
recorrer un tramo en túnel, discurre a cielo abierto hasta llegar a una trifurcación de la que salen
El circuito hidraúlico parte del depósito elevado con una estructura de toma de hormigón armado y con forma abocinada que permite una
máxima recuperación de energía cuando funciona
como desagüe en el bombeo . La tubería forzada
es circular y blindada, de 4,8 m de diámetro . Tras
tres conducciones metálicas de 2,5 m de diámetro
que bajan por sendos pozos verticales a la Ce8las
turbinas-bombas . Aguas abajo, las conducciones
son de 3 , 5 m de diámetro, de hormigón, y se
unen en una salida común en túnel de 6 m de
diámetro para llegar al embalse de Cortés.
7. BIBLIOGRAFIA
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USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
46
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-Iberduero, S.A. "Salto de Villarino".
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Subsuelo. Tomo 1. Madrid. Abril.
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Industrial del Subsuelo. Tomo 1. Madrid . Abril.
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-Serrano, J.M. (1985) "Trabajos subterráneos
en España. Presente y futuro". . Asociación
Española de Túneles y Obras Subterráneas.
-
-
-
_
-
3. El almacenamiento de residuos radiactivos
INDICE DEL CAPITULO 3
EL ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS RADIOACTIVOS
1. INTRODUCCION
2. LOS RESIDUOS RADIACTIVOS
2.1. Clasificación de los residuos radiactivos
2.2. Características de los residuos radiactivos
2.2.1. Estériles de la minería y de la producción de concentrados de uranio
2.2.2. Residuos procedentes de la fabricación de combustible
2.2.3. Residuos procedentes del funcionamiento de las centrales nucleares
2.2.4. Residuos procedentes de la clausura de centrales nucleares
2.2.5. Residuos generados por las instalacions radiactivas
2.3. Producción de residuos en España
3. PROTECCION DEL HOMBRE Y EL MEDIO AMBIENTE
3.1. Percepción del riesgo
3.2. Principios básicos de la protección radiológica
3.3. Aplicación a la disposición final de los residuos radiactivos
3.4. Evaluaciones de seguridad en el almacenamiento final de residuos
3.5. Estrategia general de almacenamiento de residuos radiactivos
4.EL PLAN DE SELECCION DE EMPLAZAMIENTO PARA RESIDUOS RADIACTIVOS DE ALTA
ACTIVIDAD EN ESPAÑA
4.1. Inventario Nacional de Formaciones Favorables. Proyecto IFA
4.2. Plan de selección de emplazamientos
4.2.1. Fase I. Estudios regionales
4.2.2. Fase II. Estudios de áreas favorables
4.2.3. Fase III. Estudio de las zonas favorables
4.2.4. Fase IV. Estudios de zonas preferentes
4.2.5. Caracterización de emplazamientos potenciales
5. BIBLIOGRAFIA
CAPITULO 3
EL ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS RADIACTIVOS
1. INTRODUCCION
Desde 1986, fecha en que el francés Beckerel
descubre la radiactividad natural, hasta nuestros
días, el desarrollo de las técnicas relativas al uso
de la radiactividad ha experimentado un avance
de tal magnitud que, hoy en día, el automóvil o el
avión en qué viajamos, los alimentos que consumimos o la energía que utilizamos han sido, en
buena pa rte , construidos tratados o controlados
mediante sistemas que emplean, en alguno de sus
procesos, técnicas relacionadas con las radiaciones ionizantes.
El problema que plantean los produ ct os residuales de estas actividades es similar al que presentan todos aquellos produ ctos derivados de
otras a ct ividades humanas, cuya permanencia en
la biosfera se proyecta hacia el tiempo futuro sin
posibilidad de una eliminación temporal a corto
plazo .
La cantidad de residuos radiact ivos que nuestra sociedad genera, es muy inferior en volumen ,
al de otras act ividades; las cifras son muy significativas : En España se genera una media de 272
kilogramos de basuras convencionales por habi tante/año, lo que supone una producción anual
de 10 millones de toneladas de basura . La producción de residuos radia ct ivos es más de dos mil
veces inferior; cuantitativamente resulta despreciable frente al problema que las basuras urbanas
genera a los ayuntamientos . No obstante, no podemos decir lo mismo contemplando el asunto
desde el punto de vista cualitativo ya que, así como la mayoría de los residuos urbanos precisan
unos sistemas de recogida , tratamiento y vertido
relativamente sencillos de resolver, los residuos radiactivos, al igual que algunos residuos de tipo
biológico o químico, necesitan sistemas de transporte , tratamiento , confinamiento y almacenamiento a largo plazo que deben ser consecuentes
con unas normas de seguridad y protección del
medio ambiente y de las personas, que para
otTgrado muy inferior.
En España se producen aproximadamente
2.500 m3 de residuos radiactivos al año . La gran
mayoría, más del 90 por 100, se generan en actividades relacionadas con la producción de energía
eléctrica en las centrales nucleares.
la gestión de los residuos radiactivos en
España, es competencia de la Empresa Nacional
de Residuos Radiactivos (ENRESA ), empresa constituída en base al Real Decreto 1522 del año 1984
que regula las actividades que la misma debe desarrollar.
ENRESA es, por tanto, responsable de que los
residuos radiact ivos que se producen en la industris, medicina, investigación o cualquier otra act ividad sean tratados de forma adecuada, de acuerdo a las normas establecidas , desde su origen
hasta su confinamiento en los lugares más apropiados.
56 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
.... ....... _
.
......
y un gran número de actividades industriales, mé
dicas, etc., emplean productos radiactivos en sus
procesos.
Las fuentes radiact ivas ya utilizadas o los materiales que, como consecuencia del proceso en que
han sido empleados, resultan contaminados, son
elementos desechables que es necesario eliminar
de forma controlada, ya que normalmente son radiactivos.
_
Se considera residuo radia ct ivo a cualquier material que contiene o está contaminado por radioFigura 1.- Centrales nuclerares en operación en España
nucleidos, en concentraciones superiores a las establecidas por las autoridades en la materia, para
Por ley, el Ministerio de Industria , Comercio y
Turismo (MICT) es la autoridad competente en
materia de legislación y reglamentación, así como
de la concesión de autorizaciones administrativas
para las instalaciones . El Consejo de Seguridad
Nuclear (CSN) asesora al MICT en materias de seguridad nuclear y protección radiológica , de modo que cualquier licencia concedida por el MICT
debe incorporar el correspondiente dictamen vinculante del CSN. Corresponde también al CSN la
inspección de las instalaciones nucleares.
El CIEMAT es la institución responsable de la
investigación y desarrollo en el campo nuclear y
constituye un soporte tecnológico para ENRESA y
el MICT.
el cual no está previsto ningún uso.
2.1. Clasificación de los residuos radiactivos
Es necesario establecer una clasificación de los
diversos tipos de residuos que genera la sociedad
con el fin primordial de gestionar su disposición
definitiva en los lugares más adecuados para cada
tipo de residuo.
Este capítulo pretende dar una visión sencilla y
resumida de los aspectos más relevantes relacionados con los residuos radiact ivos y de los sistemas que nuestra sociedad industrial establece para solucionar un problema que se genera por
razón de act ividades de nuestra vida cotidiana.
2. LOS RESIDUOS RADIACTIVOS
Como se ha indicado en el punto anterior, la
generación de energía eléct rica de origen nuclear
Figura 2.- El control de la gestión de bs residuos radiactivos en
España
--
CAP .3.- EL ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS
El primer factor a considerar, es el estado físico
en que se encuentran , que puede ser sólido, líquido o gaseoso .
Un segundo parámetro, de gran importancia
con vistas a su almacenamiento definitivo, es el
período de semidesintegración que da idea de la
vida radiactiva del residuo . Con arreglo a esto, se
clasifican en : residuos de vida larga y de vida corta.
57
la clasificación de los residuos persigue un fin
primordial, y es que su disposición final sea homogénea . Para ello, es necesario establecer sistemas
de almacenamiento adecuados a cada tipo de residuo.
la disposición final de los residuos radiactivos
se realiza de acuerdo a tres modalidades de actuación : vertido controlado, almacenamiento en
superf icie y almacenamiento a gran profundidad.
Se ha dado en llamar residuos de vida larga a
aquellos cuyo periodo de semidesintegración es
superior a 30 años y residuos de vida corta a
aquellos con un periodo inferior a 30 años. Esta
clasificación permite asegurar que todo residuo
considerado de vida co rta habrá reducido su actividad a menos de la milésima pa rte de su actividad inicial , en 300 años ( 10 periodos).
Existen una serie de elementos radiactivos cuyas características permiten que sean eliminados
de forma controlada por dilución en un medio
adecuado, o bien , sean guardados por períodos
cortos de tiempo de forma que, perdida su actividad, puedan ser considerados como residuos no
radiactivos. En ambos casos estos materiales se incorporan al medio ambiente sin causar impacto
sobre el mismo.
Un tercer parámetro a considerar en la clasificación de los residuos es la actividad específica ,
que es el número de desintegraciones nu cleares
por unidad de tiempo y por unidad de masa de
dicho material . Se expresa en curios/g o bequerelios/kg .
Ejemplos de este tipo de elementos radia ct ivos
son todos aquellos que son eliminados de forma
controlada en las plantas nucleares (gases por chimenea y líquidos diluidos en los canales de agua
de refrigeración), aquellos gases que se utilizan
para ensayos de estanqueidad , flujos, etc., los radioisótopos de vida muy corta empleados en investigación y medicina, etc.
En una cantidad determinada de residuo, habrá una actividad específica determinada para cada uno de los elementos radia ct ivos que contera ga. En función de que esta cantidad supere o no
un límite que se establece por elemento radia ct ivo, se tendrán residuos con act ividad específica alta o baja en el elemento considerado . Estos val ores por tanto sirven para establecer una
clasificación de los residuos en base a su actividad.
Por último, la naturaleza de la radiación emitida es un factor importante que condiciona las barreras de protección , los sistemas de manejo de
los residuos y en general la exposición a las radia ciones en el lugar de almacenamiento .
El resto, los que no pueden ser eliminados mediante algunos de estos sistemas simples, deben
tratarse de forma que sus posibilidades de impacto sobre el medio ambiente sean mínimas . Esto se
consigue mediante el alamacenamiento controlado en depósitos de superficie o subterráneos.
Volviendo a la clasificación de los residuos radiact ivos, la más extendida es aquella que divide
los residuos radiact ivos en residuos de baja y media a ctividad y residuos de alta actividad.
Esta clasificación permite a su vez establecer
una diferencia concreta sobre el sistema de disposición definitiva de los residuos.
58 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
a) Residuos de baja y media actividad
De acuerdo con los parámetros que definen
las características de un residuo radiactivo, los residuos de baja y media actividad serán aquellos
que cumplan lo siguiente:
- Deberán tener un período de semidesintegración inferior a 30 años.
- Su actividad específica por elemento radiactivo, no superará unos valores determinados.
• Su contenido en radiosótopos artificiales emisores de radiaciones alfa será inferior a 0,01 curio/tonelada.
En superficie, por tanto, se almacenarán aquellos elementos radiactivos que cumplen estas características. Los principales radionucleidos que
contienen son: Estroncio-90 (período 30 años),
Cesio 137 (perídodo 30 años), Cobalto-60 (período 5 años) y Hierro-55 (período 2,5 años).
b) Residuos de alta actividad
Las características genéricas que definen estos
residuos son:
Período de semidesintegración superior a
30 años.
Actividad específica por encima de unos
valores determinados.
- Contenido en radioisótopos artificiales emisores de radiaciones alfa superiores a 0,01 curio/toHelada.
- Suelen ser residuos que desprenden calor.
La disposición definitiva de los residuos que realguna de las características citadas, se realizará en almacenamiento a profundidad.
Los principales radionucleidos que contienen
son: Neptunio-237 (período de 2 millones de
años), Plutonio-239 (período de 25.000 años),
Americio-241 (período de 460 años).
2.2. Características de los residuos radiactivos
El mayor porcentaje de residuos radiactivos se
produce como consecuencia de las actividades relacionadas con la industria nucleoeléctrica. Desde
la extracción de los minerales uraníferos hasta su
utilización como combustible en las Centrales
Nucleares, hay un buen número de procesos que
generan productos residuales a los que, debido a
su contenido en isótopos radiactivos, es necesario
acondicionar de forma adecuada para su almacenamiento final.
-
-
--
Hemos visto también que otras actividades industriales, médicas y de investigación producen
elementos residuales que generan una problemática no menos importante que los anteriores.
En este apartado se describen los residuos que
se producen en todas estas actividades, así como
sus características generales.
2.2.1. Estériles de la minería y de la
producción de concentrados de uranio
La explotación de minerales consiste en el
arranque y extracción de los mismos, en minas
subterráneas o en canteras y su posterior clasificación según su contenido en Uranio, retirando
aquellas partes en las que el bajo contenido de
mineral no permite su tratamiento y a las que se
llama "estériles".
Los estériles alcanzan grandes volúmenes, en
general son sólidos y están constituidos en su mayoría por los materiales no aprovechables, de los
que se ha extraído la mayor parte de los minerales
de uranio. También se da esta consideración a los
restos de maquinaria y otros, si el contenido de
mineral retenido en ellos es elevado.
--
CAP.3. - EL ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS
Las labores de concentración consisten en la
trituración del mineral, la extracción de uranio por
disolución y obtención de un concentrado precipitado en forma de uranatos, denominado "yellow
cake ".
Los productos residuales de este proceso alcanzan volúmenes importantes , en su mayoría
son sólidos y están constituídos fundamentalmen te por los restos del mineral triturado y no disuelto que aún continen radionucleidos naturales.
Otro tipo de residuos, menos impo rtantes en volumen y actividad , son cie rtos materiales y equipos utilizados en la planta, como tuberías, depósitos, cintas transpo rtadoras, etc.
Las pa rtículas cara ct erísticas de estos productos residuales (elevado volumen y muy baja actividad) justifican su gestión ya que contienen radio¡sótopos que ya existían en la naturaleza ; para ello,
es necesario la utilización de técnicas de acondicionamiento y almacenamiento específicas. Este
es el motivo por el que se describen independien-
59
los estériles pueden ser utilizados y almacenados de diferentes formas . En función de sus características mineralógicas , químicas y de su radiactividad , algunas de sus utilizaciones son las
siguientes:
-Recuperación del uranio que aún contienen
por lixiviación.
-Relleno de labores mineras, especialmente de
-Realización de diversas obras de explotación
como, canalización de aguas, construcción de terraplenes, etc.
El mayor volumen, sin embargo, es almacenado en escombreras, en las inmediaciones de la explotación , restaurando posteriormente su relieve y
recubriéndolas con capas impermeables, drenantes y tierra vegetal.
temente.
tos residuos producidos durante la extracción
de los minerales de Uranio son más importantes
por su volumen que por su actividad , pues en este
tipo de residuos no se producen elementos radiactivos nuevos, sino que tan sólo se desplazan
los mismos elementos naturales, modificándose la
forma física y química de su soporte, por lo que el
riesgo o nocividad potencial es el mismo o incluso
inferior al que tienen los minerales en su posición
original . (yacimiento). Sin embargo, sí aumentan
las posibilidades de dispersión de los elementos
radia ct ivos que contienen al estar expuestos a los
fenómenos atmosféricos y en contacto con el exterior .
Como se ha visto, los principales tipos de residuos producidos en estas dos etapas son:
- Estériles y residuos líquidos de explotación .
- Residuos del proceso de concentración .
- Maquinaria y materiales contaminados .
Los residuos del proceso de concentración, están constituidos por residuos sólidos de granulometría media y fina, que corresponden a los restos de roca y mineral considerados como estériles
después de la extracción de la mayor parte del
uranio por disolución ; estos minerales después del
proceso seguirán conteniendo radio y pequeñas
cantidades de uranio.
El proceso de tratamiento y almacenamiento al
que son sometidos estos minerales, generalmente
consiste, en primer lugar , en la separación de tamaños, de forma que los de tamaño medio (arena) son utilizados como material de relleno de las
labores mineras, y los finos son transportados en
forma de Iodos sobresaturados en agua a las balsas de almacenamiento donde se decantan.
Las balsas de decantación se suelen construir
aprovechando canteras de explotación o utilizando el relieve natural del suelo, mediante la cons-
60 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
trucción de un dique periférico donde se decantan los sólidos arrastrados.
2.2.2. Residuos procedentes de la fabricación de combustible
A partir de los concentrados de uranio (yellow
- cake), la serie de procesos de purificación, enriquecimiento isotópico y transformación en óxido
metálico lleva consigo la producción de residuos
radiactivos de muy variada naturaleza , aunque
tanto su volumen como su actividad son relativamente bajos.
Los residuos de purificación, enriquecimiento y
transformación en óxido metálico son generalmente sólidos y líquidos y corresponden a subproductos de las diferentes partes del proceso (soluciones y precipitados con compuestos uraníferos
en pequeñas proporciones, fluidos portadores de
calor, piezas de grafito, vainas, etc.) y materiales
que intervienen en el medio activo o en el control
y mantenimiento de la instalación (tuberías, filtros, guantes, equipos de medida, etc.).
Los residuos de fabricación de los elementos
de combustible, a partir del óxido de uranio, son
sólidos y de características y actividad similares a
los anteriores.
2.2.3. Residuos procedentes del funcionamiento de las Centrales
Nucleares
En las Centrales Nucleares se generan residuos
radiactivos como consecuencia de la utilización
del uranio como combustible, ya que el proceso
nuclear da lugar a productos de activación y fisión
que pasan disueltos a distintos circuitos. Por otra
parte, el mismo combustible tendrá la consideración de residuo si no es sometido a un reproceso
en el que se eliminen los elementos no útiles para
la fisión nuclear y se recupere el uranio no gastado.
a) Residuos de baja y media actividad de
Centrales Nucleares
Como ya vimos anteriormente, la mayoría son
productos de activación y fisión que se encuentran en forma de disoluciones capaces de contaminar diversos elementos de la central. Se dividen
en:
-Residuos de proceso: que son los reactivos
químicos, y otros materiales que intervienen formando parte directa del proceso de producción.
--
Los más representativos son los concentrados
del evaporador (aguas de suelo y limpieza de los
sumideros de los reactores, purgas del circuito primario, disoluciones de regeneración de los lechos
de resinas, etc.), Iodos de circuitos y drenaje de
tanques de retención, resinas de intercambio iónico de depuración de la piscina de almacenamiento de combustible y otros similares.
-Residuos tecnológicos: Constituidos por el
material de mantenimiento y de los propios equipos de las instalaciones, desde material de laboratorio, aparatos de medida, guantes, etc. hasta los
propios equipos fuera de servicio, bombas, válvulas, tuberías, etc. Se caracterizan por la vriedad de
su naturaleza (metales, vidrios, etc.) volumen y
forma.
-Residuos particulares: algunos residuos sólidos
de proceso o tecnológicos, plantean problemas
específicos por su naturaleza, volumen o actividad, es el caso de las camisas de grafito en las
que se insertan los elementos combustibles, fragmentos de vaina de combustibles, etc.
--
b) Residuos de alta actividad de Centrales
Nucleares
-Las principales características de estos residuos, constituidos básicamente por las barras de
combustible gastado en las centrales nucleares,
son:
-Durante el tiempo que permanezcan reteni-
CAP.3.- EL ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS
dos los productos de fisión que se producen en la
reacción nuclear, necesitan refrigeración para evacuar el calor producido por su desintegración radiactiva.
-Están compuestos básicamente por productos
de fisión y actínidos de larga vida.
-Necesitan fuertes blindajes para su manejo y
almacenamiento.
Los residuos procedentes del reprocesado del
combustible, dado que nuestro país ha optado
por el almacenamiento directo del combustible
gastado, han sido una parte muy pequeña del total de residuos radiactivos de alta actividad.
2.2.4. Residuos procedentes de la
clausura de Centrales Nucleares
La clausura de las Centrales Nucleares y la consiguiente gestión de los residuos generados como
consecuencia de la misma, constituye hoy en día
uno de los últimos retos a los que debe enfrentarse el mundo nuclear.
Las posibilidades o alternativas de la clausura
pueden variar desde cerrar la instalación y retirar
gran parte del material radiactivo seguido de vigilancia y mantenimiento continuo, a dejar al emplazamiento por debajo de los niveles radiactivos
que se consideren aceptables para disponer de él,
para otros usos, sin restricciones.
61
a) Residuos procedentes de actividades médicas
En los hospitales y centros sanitarios, así como
en las actividades relacionadas con los mismos, se
generan materiales de desecho contaminados con
los elementos radiactivos utilizados como son las
jeringuillas, agujas, viales contenedores de líquidos radiactivos, guantes, papel, tejidos y material
médico diverso.
Los ensayos de ciertos fármacos con animales,
dan lugar a los cadáveres y órganos contaminados
a los que hay que proporcionar también un tratamiento similar a cualquier tipo de objeto.
b) Residuos procedentes de actividades industriales
Básicamente se consideran residuos las fuentes
radiactivas que, una vez perdida parte de su actividad, dejan de tener utilidad para el fin que estaban destinadas.
los contenedores de estas fuentes y algunos
materiales que han resultado contaminados durante el tiempo de uso, también forman parte de
estos residuos.
c) Residuos procedentes de actividades de investigación
Se producen residuos como las fuentes encapsuladas y los elementos trazadores así como material diverso que resulta contaminado en los ensayos en que se utiliza.
Este último supuesto, comprende la retirada
del reactor con su blindaje y la rehabilitación final
del emplazamiento.
2.3. Producción de residuos en España
2.2.5. Residuos generados por las instalaciones radiactivas
La totalidad de los residuos generados en las
instalaciones radiactivas de 26 y 34 categoría son
de Baja y Media Actividad. Los productos residuales que la medicina, industria e investigación generan son de los tipos siguientes:
Para hacer una estimación de las cantidades de
residuos que se van a generar en el futuro, además de los productores anteriormente citados,
hay que considerar otras actividades o instalaciones no existentes en el momento actual, así como
utilizar en todos los casos las hipótesis de cálculo
más fiables y que puedan proporcionar una mejor
62 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
aproximación al problema (ver 2° Plan General de
Residuos Radiactivos, PGRR).
tante, la estimación de la producción de energía
eléctrica nuclear, se ha realizado sobre la base de
un funcionamiento medio de 6.000 h/año.
--
En el cuadro adjunto se resumen las cantidades totales de residuos, tanto de baja y media ac-
tividad como de alta , que será necesario gestionar
en España .
3. PROTECCION DEL HOMBRE Y
MEDIO AMBIENTE
Para el cálculo del volumen de residuos a gestionar, como consecuencia de la operación de las
centrales nucleares españolas , se ha considerado
el parque nuclear previsto en el Plan Energético
Nacional de 1983 (7,7 GWe) y una vida útil de las
centrales de 30 años . Para la producción de combustible gastado se han tenido en cuenta las recargas y ciclos previstos por las centrales . No obs-
El objetivo principal de la gestión de los residuos radiactivos es la protección del medio ambiente y de las personas, tanto presentes como
futuras . En este sentido no difierre de otras actividades y prácticas con sustancias que emitan radiaciones y se aplican los mismos principios y objetivos de protección según sean sus características.
TABLA 1. CANTIDADES TOTALES DE RESIDUOS RADIACTIVOS A GESTIONAR EN ESPANA
RESIDUOS DE BAJA Y MEDIA ACTIVIDAD
Fabricación de elementos combustibles
Operación de centrales nucleares
-
1.600
Reproceso CG Vandellos 1
Almacenamiento intermedio CG
Planta encapsulado
Actividades investigación y aplicación de radioisótopos (CIEMAT y pequeños productores)
Desmantelamiento instalaciones
• Centrales nucleares
• Otras (ATC, encapsulado
-
62.600
14.000
13.600
1.700
10.300
130.500
9.200
243.500
TOTAL
RESIDUOS DE ALTA ACTIVIDAD
Conbustible gastado LWR 5531 tU formado por
• 9.720 elementos PWR
• 6.520 elementos BWR
Vitrificados (Vandellós 1)
9.600
100
9.700
TOTAL
CG: Combustible Gastado
PWR: Reactores de Agua a Presión
ATC: Almacenamiento Temporal de Combustible
BWR: Reactores de Agua en Ebullición
_
CAP.3.- EL ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS
Es importante comprender que los residuos radiactivos son la consecuencia de algunas actividades industriales, médicas, de investigación, etc.;
útiles y beneficiosas para el hombre.
Por tanto forman parte inevitable de esas actividades, como ocurre con otros materiales de desecho que produce una sociedad industrial moderna. Vale la pena recordar que para algunos de
estos productos de desecho no se han encontrado
todavía técnicas eficaces de evacuación. Así, por
ejemplo, la mayoría de los materiales plásticos no
se descomponen; hay millones de toneladas de
metales desechados que se corroen y oxidan en
montones de chatarra; el mercurio, el plomo, algunos insecticidas y otras sustancias químicas no
pierden su toxicidad ni se transforman perdurando sus efectos, potencialmnente nocivos, para
siempre.
Los residuos radiactivos, pierden su radiotoxicidad con el tiempo y los materiales radiactivos
constituyen, dentro de las sustancias nocivas, probablemente las mejor estudiadas en cuanto a sus
efectos, existiendo criterios y normativas de protección con base y consenso científico mundial
bien establecidos. Esta situación no tiene comparación con la de otros agentes nocivos y ha sido
presentada muchas veces como ejemplo y referencia.
63
Los riesgos que el público entiende como más
elevados no son siempre los que causan más enfermedades o muertes.
De una encuesta realizada sobre tres grupos
diferentes de personas en Estados Unidos (liga de
mujeres, estudiantes y miembros de clubes profesionales y ejecutivos), en la que se solicitaba que
valoraran el riesgo de 30 actividades más o menos
cotidianas, se concluía que los dos primeros grupos consideraban que las actividades de mayor
riesgo eran las derivadas del uso de la Energía
Nuclear, cuando en realidad ésta actividad ocupaba el número 20 de las 30 consideradas.
En esta encuesta, estaban contempladas actividades que son causa de fallecimiento muchas veces más frecuentemente que la energía nuclear
(consumo de tabaco, bebidas alcohólicas) o casi
del mismo orden de magnitud (utilización de electrodomésticos en el hogar).
No obstante, no es suficiente demostrar que
una actividad peligrosa beneficia a la sociedad como conjunto. Las personas, a mayor riesgo, quieren estar seguras de que el beneficio que ellas reciben supera en importancia al peligro. En el
tratamiento del cáncer por radioterapia, por ejemplo, las posibilidades de cura generalmente superan en mucho al riesgo provocado y las personas
que las reciben son quienes también se benefician
de ellas.
3.1. Percepción del riesgo
Buen número de actividades de nuestra vida
cotidiana implican aceptación de niveles de riesgo
a cambio de los beneficios que de ellas se derivan.
Un gran núcleo de personas incurre voluntariamente en riesgos muy superiores, en lo que a índices de enfermedad o mortandad se refiere, al
exclusivamente asociado a las radiaciones.
los números fríos nos aseguran que un ciuda dano de un país desarrollado tiene muchas más
probabilidades de morir en un accidente de carretera que por un cáncer, inducido o no por la radiación.
Es tan importante cuantificar el riesgo actual
como el diferido y por eso no hay que dar menos
importancia a una gestión adecuada de los residuos radiactivos que a la actividad que los genera,
aunque de la gestión de los residuos no se derive,
aparentemente , un bien aprovechable para la sociedad ya que es únicamente la conclusión de
aquella.
3.2. Principios básicos de la protección
radiológica
Para la protección radiológica existen principios, criterios y metodologías de aplicación nota-
64 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
blemente uniformes en todo el mundo. Esto es
debido a la existencia, desde 1928, de la
Comisión Internacional de Protección Radiológica
(CIPR) que es una organización independiente y
autónoma. Sus recomendaciones son la base de
-Limitación de la Dosis Individual. La dosis y
riesgos individuales no deben superar los límites
especificados.
todas las normativas de los países como así también de las organizaciones internacionales y entre
3. 3. Aplicación a la disposición final
de los residuos radiactivos
-
Las principales características que influyen en
la gestión y disposición final de los residuos son su
volumen y contenido radiactivo.
-
otras de la Comunidad Europea cuyas Directivas
son vinculantes para los países miembros.
La CIPR estableció unos criterios de protección
radiológica, que se basan en tres principios fundamentales:
-Justificación. Toda fuente de irradiación debe
estar justificada en virtud de los beneficios que
produce.
-Optimización de la Protección. Toda exposición a las rad�a.:iones debe mantenerse tan baja
como sea r -@ablemente posible, teniendo en
cuenta factores sociales y económicos (Criterio
ALARA).
--
La solución técnica general consiste en aislarlos
del medio ambiente para que decrezca su actividad en condiciones tales que, aún cuando la radiactividad remanente pueda volver a la biosfera,
se garantice que se cumplen los requisitos básico
de protección.
* Residuos de baja y media actividad
-
Una gran parte de los residuos producidos en
los usos médicos son de vida media corta y será
suficiente almacenarlos, sin ningún tratamiento,
-
CAP.3.- EL ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS
para que pierdan su radiotoxicidad en un período
comprendido entre unos días hasta algunos meses.
Por otra parte, en varios países existen criterios
y normativas para la desclasificación de materiales
muy débilmente contaminados. Los mismos pueden ser eliminados por vías convencionales debido
a que su impacto radiológico puede ser despreciable o tan pequeño que resulta lo óptimo una vez
realizados los análisis y estudios correspondientes.
La misma Comisión Internacional de Protección
Radiológica contempla esta necesidad y también
existen recomendaciones y evaluaciones de organizaciones internacionales y, entre otras, de la
Comunidad Europea. Esto es particularmente importante para los desmantelamientos de instalaciones en las cuales la mayor parte de los materiales no son prácticamente radiactivos, en
investigación y medicina y en ciertas corrientes de
-
residuos del ciclo de combustible nuclear de muy
baja radiactividad.
-
Para el resto de los residuos de actividad media
y baja, procedentes de centrales nucleares, desmantelamiento de instalaciones nucleares y radiactivas y algunos residuos de las aplicaciones
médicas y de la industria e investigación, se requiere su acondicionamiento y disposición final en
instalaciones especialmente diseñadas para ello.
Existen diversas opciones en uso en diferentes
países, sujetas en todos los casos a aprobación y
control por parte de las autoridades reguladoras
nacionales, siendo la más común el enterramiento
superficial que puede incluir o no barreras adicio-
nales de ingeniería. La característica constructiva
más importante, a considerar en el caso de estos
residuos, es que las barreras de ingeniería deben
ser diseñadas para soportar los fenómenos fisicos
más desfavorables que puedan producirse en el
lugar elegido (terremotos, erosión, meteorología,
etc.) al menos durante el tiempo que dure la actividad de los residuos almacenados (en pocos centenares de años los residuos dejarán de ser radiactivos). Estos residuos de actividad media y baja
son los más importantes por su volumen y no pre-
65
sentan ningún problema particular de protección
radiológica ni de tecnología.
Por otra parte sistemas de almacenamiento final de residuos de media y baja actividad se encuentran en operación desde hace muchos años
en Francia, Gran Bretaña, Estados Unidos y en
otros muchos países.
* Residuos de alta actividad
El principal residuo de alta actividad lo constituye el combustible gastado de las centrales nucleares. En el caso del reproceso de combustible,
será la actividad contenida en el mismo, exceptuando al uranio y plutonio recuperados. De
acuerdo con el Plan Energético Nacional de 1983,
el Plan General de Residuos español contempla
solamente los elementos combustibles gastados
sin reproceso y tiene en cuenta que en el futuro
se recibirán, debidamente acondicionados, los
procedentes del reproceso de los combustibles de
la CN de Vandellós 1 que se realiza en Francia.
Estos residuos de alta actividad contienen más
del 99 por 100 de la radiactividad generada en el
ciclo de combustible nuclear y son los que presentan las mayores dificultades para su disposición final. Dada su significativa radiactividad y la presencia de emisores alfa de largo periodo, como son
los actínidos, resulta necesario garantizar su aislamiento por un largo período de tiempoc
Para poner en perspectiva de una manera simple el problema, puede razonarse de la siguiente
manera:
-La principal contribución a la radiactividad inicial está dada por productos de fisión del uranio,
básicamente emisores beta y gamma.
-La actividad de esos productos de fisión decae
a valores poco significativos en un período de
tiempo de unos centenares a aproximadamente
unos mil años.
-En ese momento predominan los actínidos,
66 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
emisores alfa, y la actividad total ya está en el orden de magnitud de la radiactividad natural del
mineral de origen .
La tecnología actual está en condiciones de
garantizar ese aislamiento por las barreras proporcionadas por el acondicionamiento del residuo y
el contenedor, utilizando materiales resistentes a
tivos deseados.
La corrosión, a muy largo plazo, de los contenedores sólo puede producirse por acción del
agua, razón por la cual la formación geológica
ideal es aquella en la que esta no exista o su presencia sea mínima.
la corrosión perfectamente conocidos.
-3.4. Evaluaciones de seguridad en el
Pero como se indicó anteriormente, la sofisticatión de la protección radiológica exige que se
tenga en cuenta no sólo cumplir los límites de dosis individuales, sino que tanto éstas como el impacto radiológico colect ivo sea tan bajo como sea
razonablemente obtenible . Así mismo, es necesario asegurar que el riesgo sea bajo, aún ante la
ocurrencia de fenómenos disruptivos que puedan
alterar las barreras interpuestas.
Estas consideraciones llevan a que exista hoy
en día un amplio consenso internacional en que el
enterramiento en formaciones geológicas estables
profundas es el sistema más seguro de almacenamiento definitivo.
almacenamiento final de residuos
Las evaluaciones de seguridad engloban al
conjunto de técnicas que tienen como objetivo
demostrar que un determinado sistema de evacuación de residuos cumple los criterios establecidos por la autoridad competente en la materia
( Ministerio de Industria , Comercio y Turismo),
En el caso de evacuación en formaciones geológicas, la mayoría de los principios relacionados
con la seguridad son comunes a los almacenam #entos ubicados a poca profundidad y a los que
se realizan en formaciones geológicas profundas.
Los fenómenos a considerar, sin embargo, pue-
El almacenamiento en formaciones geológicas
profundas cumple varios requisitos básicos desde
la perspect iva de la protección del medio ambiente.
a) Las formaciones geológicas seleccionadas
adecuadamente han demostrado ser estables durante cientos de miles a millones de años, lo que
hace desaparecer prá ct icamente el riesgo de fenó-
SISTEMAS DE
EENCION
_
Y sus
ALMACENAMIENTO
BARRERAS
TECNOLOGICAS
menos disruptivos.
1
b) El enterramiento a grandes profundidades
asegura que cualquier fenómeno físico en la superficie terrestre ( inundaciones, caída de meteoritos, etc) o cualquier actividad humana de similares
consecuencias tendría una baja probabilidad de
afectar al aislamiento de los residuos.
c) Proporciona un aislamiento de los residuos
por muy largos períodos de tiempo lo cual permite garantizar el cumplimiento de los límites y obje-
_
CAMPO PROXIMO
CAMPO LEJANO
_
MEDIO AMBIENTE
DOSIS Y RIESGO
Figura 4.- Componentes del sistema de un almacenamiento
subterráneo para el anál de seguridad
-
C4P.3.- EL ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS
den ser muy distintos, ya que por ejemplo, algunos sucesos pueden afectar sólo a la superficie terrestre y no influir en un almacenamiento geológico profundo.
67
1r*r
.
°
a
El análisis de seguridad se efect úa sobre todos
los componentes del sistema:
-La biosfera o medio ambiente vivo, es decir,
atmósfera , suelo, aguas superficiales, etc.
En este sistema un análisis de seguridad tiene
los siguientes componentes básicos:
Figura 5.-Maqueta conceptual del almacenamiento de residuos
radiactivos de media y baja actividad próximos ala superficie
utilización de tales modelos matemáticos tiene
a) Determinación de los fenómenos que podrían provocar la emisión de radionucleidos o influir
sobre su dispersión.
b) Cálculo de las probabilidades de que ocurran esos fenómenos y sus efectos sobre el sistema.
c) Cálculo de las consecuencias radiológicas y
asociada una incertidumbre a sus pronósticos, ya
que constituyen simplificaciones de sistemas complejos. Estas incertidumbres deben cuantificarse y
los modelos validarse y contrastarse con observaciones reales.
3.5. Estrategia general de almacenamiento de residuos radiactivos
en definitiva del riesgo para las personas.
Para efect uar las evaluaciones, es necesario el
empleo de modelos de predicción y códigos matemáticos, dada la imposibilidad material de observación directa en los largos plazos implicados . La
En la actualidad , el aspecto capital de la gestión de los residuos radiact ivos es el almacenamiento definitivo . En este campo es donde se están realizando los mayores esfuerzos en
investigación y desarrollo, principalmente a través
de programas internacionales , dado el gran coste
económico que representa este tipo de investigación. El almacenamiento de residuos de media y
baja act ividad se considera resuelto a nivel industrial; ya que como se cita anteriormente , existen
instalaciones con amplia capacidad , operando satisfa ctoriamente desde hace más de una década.
Las estrategias que se han desarrollado en el
mundo según el tipo de residuo radia ct ivo se exponen a continuación.
-
`a;T
Figura 6-Almacenamiento de residuos de baja y media
actividad en el Centro de La Manche (Francia). Vista de los
contenedores de hormigón antes de la colocación de la
cubierta impermeable.
* Residuos radia ct ivos de media y baja actividad
Durante varios años la opción preferente para
el almacenamiento de este tipo de residuos fue el
68 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUSTERRANEO EN ESPAÑA
vertido marino, actualmente en moratoria. En la
actualidad, la solución generalizada para su almacenamiento definitivo es el almacenamiento en
tierra, convenientemente acondicionados. Existen
básicamente dos opciones.
La segunda , el almacenamiento subterráneo a
media o gran profundidad, como es el centro SFR
de Suecia con capacidad para 90.000 m3 y en
operación en 1988 o las propuestas en las instalaciones de la mina Konrad en Alemania.
La primera, próxima a la superficie, con tendencia a la implantación de barreras de ingeniería ,
como es el caso del Centro de La Manche en
Francia, en operación desde 1969, próximo a su
clausura, y con una capacidad de 475.000 rri3, o
el nuevo Centro de L'Aube con capacidad para
un millón de m3, así como las instalaciones de este tipo existentes en Estados Unidos y Gran
Bretaña.
En España se ha considerado como más adecuada la opción de almacenamiento próximo a la
superficie, habiéndose propuesto el emplazamiento de El Cabril en la provincia de Córdoba (Figura
7), donde actualmente existe una instalación de
almacenamiento temporal de residuos de baja actividad, como el lugar donde se almacenarán los
residuos de baja y media actividad producidos en
España hasta el año 2000 (unos 50.000 m3). La
operación del nuevo Centro de Almacenamiento
se espera comience en 1992.
Durante la fase de operación,
los bultos se colocan dentro de
los módulos de hormigón y los
`-
-
_
1
_!--
-
_
huecos entre bultos se rellenan
con mortero. Cuando se
completa un módulo, se cubre
con una losa de hormigón
armado.
Una vez concluida la
fase de operación, los
módulos serán
protegidos del agua de lluvia
mediante una capa impermeable
que incluye una capa de relleno,
una capa de drenaje y una capa
de vegetación
Figura 7:Desarrollo conceptual considerado en el Centro de Almacenamiento de El Cabri para los residuos de baja y media actividad.
-
CAP.3.- EL ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS
69
* Residuos de alta actividad
La estrategia para este tipo de residuos depende de si se ha optado por el ciclo cerrado y, por
tanto, con reproceso del combustible irradiado , o
por el ciclo abierto, sin reproceso.
En el caso de reprocesar el combustible , es necesario gestionar como residuos de alta act ividad
los vitrificados derivados de dicho tratamiento, los
cuales se almacenan introducidos en contenedores de acero inoxidable, en cámaras de hormigón
refrigeradas por aire, en las propias instalaciones
de reproceso a la espera de su evacuación final.
Existen plantas industriales de reproceso en distintos países, funcionando desde hace varios años,
como por ejemplo la Hague ( 1976) y Marcoule
(1966) en Francia , o Sellafield (1964) en el Reino
Unido
Unido..
En el caso de que la estrategia del combustible
nuclear sea la del ciclo abie rto, considerándose el
combustible gastado como un residuo de alta actividad , es necesario disponer de un almacenamiento temporal para dicho combustible hasta
disponer del definitivo.
El combustible gastado en las centrales nucleares pasa a las piscinas de éstas, donde se enfría.
Dado que la capacidad de estas piscinas no suele
ser lo suficientemente grande , de manera que
proporcionen el tiempo necesario para que el enfriamiento de los combustibles sea el adecuado
para ser ubicado en el almacenamiento definitivo,
es necesario disponer de un almacenamiento intermedio, en espera de su evacuación definitiva .
Existen dos técnicas para esta actividad , el almacenamiento en seco (contenedores metálicos, de
hormigón, etc.) y el almacenamiento en piscinas.
Dentro de estas dos técnicas, se encuentran las
variantes de que el almacenamiento se produzca
en la propia central nuclear o fuera de ésta. En el
mundo hay ejemplos de práct icamente todas las
posibilidades, así tenemos:
- Contenedores metálicos en la propia central
en Surry (EE.UU.-1986)
- Piscinas fuera de las centrales nucleares en la
instalación CLAB de Suecia (1985)
- Piscina en la central de la instalación TVOKPA de Finlandia (1987)
- Contenedores en seco fuera de las centrales
nucleares en Gorleben ( Alemania).
En cuanto al almacenamiento definitivo de los
residuos radiactivos de alta actividad, se considera
científica y tecnológicamente que su almacenamiento geológico profundo en formaciones estables que posean capacidad de retención de los raque pudieran escapar , es la opción
que puede garantizar el objetivo que se pretende
conseguir de confinar dichos residuos durante el
tiempo necesario para que su eventual retorno a
biosfera no suponga un riesgo indebido al
hombre o a su medio.
Los medios geológicos considerados son: sales,
granitos, arcillas, esquistos, basaltos y tobas volcánicas.
La decisión sobre un tipo de roca u otro, depende de las características geológicas de cada
país.
Actualmente hay laboratorios subterráneos a
gran profundidad en distintos tipos de roca que
están completando y verificando los conocimientos adquiridos sobre el citado concepto de evacuación de residuos.
Solo dos países han propuesto ya un emplazamiento donde ubicar las futuras instalaciones de
almacenamiento de residuos de alta: Alemania en
el domo salino de Gorleben (1986) y EE.UU. en las
tobas volcánicas de Yucca Mountain (1987). Los
demás países están en la fase de selección del emplazamiento idóneo.
No existe , pues, en funcionamiento en el mundo ninguna instalación industrial para el almace-
TABLA 1I.- ESTADO DE LA GESTION DE LOS RESIDUOS RADIACTIVOS EN DISTINTOS PAISES
ALMACENAMIENTO RESIDUOS
BAJA Y MEDIA ACTIVIDAD
POTENCIA
NUCLEAR
INSTALADA
PAIS
{
ESTADO
INSTALACION
`{
CANTIDAD
ALMACENADA
OCAPACIDAD
PREVISTA
{
{
{
{
TIPO
(m3)
Operación 1962
Beatty
{
{
91 . 639
USA
{
{
{
La Manche
{
FRANCIA
Richland
Barnwell
Maxey Flats
West Valley
Sheffield
Operación
Operación
Operación
Operación
{ Operación
{
98.639
260.668
501.717
135.280
75.310
88.334
1965
1971
( 62-77 )
(63-75 )
( 67.78 )
{ Operación ( 1969)
475.000
{
46 . 773
Prevista ( 1991 )
Aube
(
1.000 . 000
(
18 . 944
Konrad
11.748
Drigg
{
{
{
{ Prevista ( 1992 )
{
--
{
{
Enterramiento
500.000
{
{
Enterramiento
superficial
con barreras
artificiales
{
(
{
ALEMANIA
UK
Enterramiento
superficial
{
subterráneo
mina antigua
{
Operación (1971)
Enterramiento
superficial
450 . 000
~
{
{
SUECIA
{
I
{
9.650
{
Operación ( 1988 )
Enterramiento
subterráneo
artificial
90.000
{
BELGICA
5.470
SUIZA
2.930
FINLANDIA
2.310
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
{
SFR
{
-
-
S
-
-
{
-
-
-
{
-
Excluyendo Centrales Nucleares y Plantas de reproceso
AR. = At reactor. AFR = Away from reactor
Fines militares
CG = Combustible gastado . RAA = Residuos de alta actividad ( vitrificados)
Depende de la autorización de construcción para el repositorio
¡
-
-
-_
TABLA 11 (Continuación)
ALMACENAMIENTO TEMPORAL
COMBUSTIBLE GASTADO (1)
PAIS
INSTALACION
ESTADO
CAPACIDAD
TIPO (2)
(tu)
USA
Morris
Surry
Operación ( 1984 )
Operación (1986 )
Robinson
MRS
operación ( 1988)
Previsto(2003 ) ( 5)I
_
750
800
Inicial : 10
(modular)
15.000
Piscina AFR
cont . met. AR
Mod . horm. AR
Cont . horm. AFR
_
_
FRANCIA
Gorteben
Construida
1.500
Cont. met. AFR
Ahaus
En construcción
1.500
Cont. met. AFR
UK
Wylfa
Operación (1979)
SUECIA
CLAB
Operación ( 1985)
ALEMANIA
Cámara AR
700
3.000
_
BELGICA
FINLANDIA
Piscina AFR
(ampl . 8000)
-
SUIZA
I
(combust.
GCR)
_-
1
TVO-KPA
Operación (1987)
1
1.200
Piscina AR
TABLA II (Continuación)
r
REPROCESO Y VITRIFICACION
PAIS
COMBUSTIBLE
USA
INSTALACION
ESTADO
Hanford ( 3)
Savanahh River
Operación
Operación (1954)
West Valley
CAPACIDAD
(tu/año)
TIPO
ALMACENAMIENTO
2.400
2. 700
LWR
LWR
Piscina
300
LWR
Piscina
LWR
Piscinas
GCR
Piscinas
Cerrada
VIDRIOS
I
Previsto
(1989)
(1972)
La Raque
Operación (1976)
Marcoute
Operación (1966)
FRANCIA
400 - 1.600
(1991 )
600
AVH
Tipo AVM
AVM
�I
1Karlsruhe ( WAK)1 Operación (1971)
40
LWR
350
LWR
Piscinas
Contenedores
metálicos
GCR
LWR AGR
Piscinas
•ALEMANIA
Wackersdorf
UK
Settafield
Previsto ( 1996 )
Operación ( 1964 )
Previsto ( 1992 )
1.500
1.200
PAMELA
Tipo AVM
Tipo AVM
¡
(1990)
SUECIA
BELGICA
Mol
Cerrada (1974)
Prevista (?)
100
150
SUIZA
FINLANDIA
-
-
-
LWR
1�
-
PAMELA
TABLA II (Continuación)
ALMACENAMIENTO DEFINITIVO RESIDUOS
ALTA ACTIVIDAD
PAIS
INSTALACION ALMACENAMIENTO DEFINITIVO
I
TIPO
ROCA
TIPO (4)
RESIDUO
LABORAT.
SUBTERR .
FECHA
PUESTA
EN MARCHA
AÑO ELEC.
EMPLAZAMIENTO
EMPLAZAMIENTO
Basalto
'Í USA
H
CG/ RAA
Yucea Mountain
( Toba volcánica)
Sal
Tobas
Granito
Esquistos
Sal
Arcillas
FRANCIA
RAA
ALEMANIA
RAA/CG
UK
RAA
SUECIA
CG
Granito
BELGICA
RAA
Arcilla
SUIZA
RAA/CG
Granito
FINLANDIA
CG
Granito
-
Asse
Sal
I
Previsto
para
1991
-
I
1987
2.003
-
> 2.010
2.000
Gorteben
-
Varios en estud .
Stripa
2.020
2000
Mol
-
Ginsel
-
I
-
2.000
1
> 2.020
2.020
74 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
quistos y tobas , siendo las tres primeras (sales,
granitos y arcillas) las más estudiadas en los amplios programas de investigación , desarrollados en
numerosos países.
namiento definitivo de los residuos de alta activi dad.
Las previsiones más próximas en el tiempo señalan principios del siglo XXI (USA, Alemania), especulándose en el resto de los países con fechas
en torno al año 2 . 020.
La gestión de los residuos radiactivos en
España no es ajena a la problemática internacional, estando en muchos aspectos directamente relacionados con ella y por tanto con las soluciones
adoptadas o previstas en otros paises.
En el largo proceso de selección de almacenamiento definitivo, desarrollado en los diferentes
países, incluido España , tanto en sus etapas iniciales ( Inventario Nacional de Formaciones
Favorables), como en las sucesivas fases de selección de formaciones y áreas favorables y hasta la
caracterización del emplazamiento definitivo, son
utilizados una serie de criterios establecidos en
función de la necesidad de que la formación geológica y su entorno, garanticen el confinamiento
de los residuos.
- Almacenamiento en formaciones geológicas
estables
Los principales criterios de favorabilidad utilizados están agrupados y relacionados entre sí:
La tabla II recoge el estado de la gestión de los
residuos radiactivos en distintos países .
- Las características litológicas, fisicoquímicas y
geométricas de la formación.
Aunque no se ha construido aún ningún almacenamiento de estas cara cterísticas , se han seleccionado a nivel internacional una serie de rocas
favorables : sales, granitos, arcillas, basaltos, es..
3'`i.°.c>Y
. :. .-,.;. ,ty f. vt.
' .yes...,
r - ��h,�n
,�...;.
-Las características hidrogeológicas , tectónicas
y sísmicas del entorno geológico de la formación
.:..,A,,,
� ::, ..
, .• �Y .
�
....o' _.
figura 8.-Vista general de las instalaciones de superficie en el domo salino de Gorleben (Alemania)
-
CAP.3.- EL ÁLMACENAMIENTO DE RESIDUOS
75
en profundidad y superficie (medio ambiente).
í�4�•
Las condiciones climáticas hidrológicas,
morfológicas y socioeconómicas del área.
En función del importante papel que tendrá
como barrera geológica de confinamiento, ésta
deberá de reunir en principio las siguientes características:
-Propiedades mecánicas favorables para la realización de las obras de almacenamiento.
Figura 10.-Galería experimental desarrollada porANORA (fr)
en el laborato rio subterráneo de Mol (Arcillas, Belgka)
-Dimensiones (potencia y profundidad) y ho-
mogeneidad lateral suficientes, para acoger las
instalaciones necesarias y favorecer su aislamien to.
- Propiedades térmicas adecuadas, estabilidad
y capacidad mecánica alta.
- Condiciones de impermeabilidad de la roca
almacén.
- Características hidráulicas y geoquímicas adecuadas.
"y
t'�L•
�
rj
.'R
Figura 9.- Torre de extracción del Pozo 1 de Gorleben
(Alemania).
Figura 11.-Laboratorio subterráneo de Mol, Bélgica . Vista de la
instrumentación geotécnica para el control del
comportamiento de la galería (Arcillas 224 m de
profundidad).
76 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
- Condiciones hidrogeológicas favorables . Bajo
gradiente hidráulico .
- Areas tectónicamente estables: vulcanismo
Basaltos y CLIMAX: Granitos ), Alemania (ASSE:
Sales), Suecia (STRIPA: Granitos), Suiza ( GRIMSEL:
Granitos), Canadá (WINNIPEG : Granitos ) y Francia
( FANAY AUGERES: Granitos).
nulo, ausencia de fallamiento y vulcanismo cua-
ternario.
4.PLAN DE SELECCION DE EMPLAZA-
Con el objetivo de caracterizar las formaciones
geológicas capaces de albergar este tipo de almacenamientos , se han construido en algunos paises
una serie de " laboratorios subterráneos de experimentación" para estudiar el comp rtamientó de
determinados tipos de rocas ante una serie de fenómenos : efect os térmicos, compo rtamiento mecánico, migración de radioelementos, permeabilidad, comportamiento hidraúlico, etc.
Entre los laboratorios de experimentación que
han aportado una mayor contribución al desarrollo metodológico e instrumental, preciso para la
evaluación de la seguridad de un almacenamiento
de residuos radia ct ivos, pueden citarse : Bélgica
( MOL: Arcillas ), Estados Unidos ( HANDFORD :
FASE
INFORMES
GECLOGICOS
PLR,TC$O'
OECISION
I
--
MIENTO PARA RESIDUOS RADIACTIVOS DE ALTA ACTIVIDAD EN ESPAÑA
Simultáneamente al desarrollo de los sistemas
de almacenamiento temporal, ENRESA ha iniciado
el proceso de selección de un emplazamiento para el almacenamiento definitivo de este tipo de residuos.
--
la selección de un emplazamiento adecuado
requiere armonizar trabajos de investigación de
orden teórico, de laboratorio y de campo en un
gran número de disciplinas pertenecientes a las
ciencias geológicas , a la ingeniería , a la seguridad
nuclear, a la ecología y a las ciencias sociales.
INFORME DE
IMPACTO AMBIENTAL
INFORMES
P4ATUCiONALES
1%VENTARIO NAC I ONAL DE
FORMACIONES FAVORABLE$
--
CEN: iFCAZION
OF FORAtA^IONES
F_____.0
RECONW¡Ix E NTOS
GEOLOGICCS GENERALES
ZOC O00
PRESEECCION
ÁREAS FAVORÁBLES
1v.-STIGA CIO.
n:.
GEO04G'C
ÁREAS
ABDIES
S 000 I . 2S.000
ESTUDIO PRELIMINARA DE
PRESELECCION ZONAS
FAVORABLES
VESTIGACION
EOLOGI.ADE
ZOAS FAVORABLES
11C. OOO I E OOC
Iry,
_ESTUDIODE
IMPACTO AMBIENTAL
SELECCICN ZONAS
FAVORABLES
INVESTIGACIOA
GEOtOGICA DE
DETALLE EN ZONAS
AVORABLES T T 000
SELECCWN Y PROPUESTA
EMPLAZAMIEN7O5
POTENCIALES
APRO SACION DE
EMPLAZAMIENTO POTENCUL
CARACTERQACION
EMPLAZAMIENTO
POTEFKML
PROPUESTA DE
EMPLAZAMIENTOCANDIDATO
1
APROBACION DE
EMPLAZAMIENTO CANORkTO
ESTIAIOFINÁLDE
IMPACTO AM BIENTAL
IEMPLAZAMENTO
F OTENCIAL)
VALORACION DE
EMPLAZAMIENTOS
POTENCIALES
VALORACI ADE
EMPLAZMMENTO
CANDIDATO
PROCES•OCONMÍSCICN
Y PIUSTA EN MARCHA
Figura 12.-Plan de seleccion de emplazamientos previsto actualmente para el almacenamiento definitivo de residuos dealta
radiactividad. Esquema de flujo
_-
CAP.3.- EL ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS
El proceso de selección que se propone, contempla, dada la gran variedad geológica del territorio español, el estudio paralelo de granitos, arciHas y sales (estratiformes o diapíricas) por ser este
tipo de formaciones las que se consideran como
más favorables para albergar un almacenamiento
con las características mencionadas anteriormente.
El punto de partida de este proceso de selección consiste en la elaboración de un Inventario
Nacional de Formaciones Favorables en el que se
presente un catálogo de las formaciones antes
mecionadas. Tras la elaboración de este inventario, que ha sido realizado durante los años 1986 y
1987, prosigue el proceso de selección, dividiéndolo en cuatro fases principales, previas al proceso de caracterización.
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Figura 13.-Catálogo europeo de formaciones geológicas con
características apropiadas para el confinamiento de residuos
radioactivos solidificados de alto nivel y/o larga vida.
Selección de Emplazamientos para almacenamiento de residuos radiactivos de alta actividad".
4.1.
Inventario
Nacional
de
Formaciones Favorables. Proyecto IFA
El objetivo fundamental de este proyecto ha sido realizar, en todo el territorio nacional, una
identificación y documentación de todas aquellas
formaciones geológicas que reunan suficientes
condiciones de favorabilidad como para ser investigadas con detalle creciente en las sucesivas etapas del Plan de Selección.
a) Objetivos
El proyecto se ha enfocado, en líneas generales, hacia la realización de una primera selección
de formaciones rocosas con características geológicas, hidrogeólógicas, sismotectónicas, etc., que
pueden resultar favorables para los almacenamientos antes citados.
Los objetivos a alcanzar han sido:
-Realización en todo el territorio nacional de
una identificación de aquellas formaciones geológicas que reúnan suficientes condiciones de favorabilidad como para ser investigadas con detalle
creciente en las sucesivas etapas del 'Plan de
- Como objetivo principal se ha realizado una
completa catalogación y revisión de toda la documentación de interés, así como síntesis de datos,
realización de mapas, etc., todo lo cual servirá como base para futuras etapas del Plan de
Selección.
- Como objetivo complementario, este proyecto será básico para completar con el territorio español el "Catálogo Europeo de Formaciones
Gológicas con características favorables para el
Almacenamiento de Residuos Radiactivos de Alta
Actividad".
b) Alcance
Se han seleccionado como objeto de estudio
aquellas litologías con disponibilidad en el territorio español que están siendo más extensamente
consideradas internacionalmente en la problemática concerniente al almacenamiento definitivo de
residuos de alta actividad. Estas son: rocas graníticas, rocas arcillosas y rocas salinas estratiformes y
diapíricas.
78 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
Se han descartado en principio algunas formaciones potencialmente favorables (basaltos , tobas
volcánicas, pizarras, etc.) debido a sus condiciones
estructurales, poca abundancia o menor atención
internacional.
El desarrollo del proyecto se ha realizado sobre
una división del territorio español en grandes regiones, teniendo en cuenta condiciones geológico-geográficas, con el objeto de facilitar el desarrollo del proyecto y simplificar la obtención de
resultados parciales.
El resultado final del proyecto ha sido la representación de forma unitaria de las formaciones favorables que puedan existir en cada Región geológico-geográfica en que se ha dividido el territorio
nacional .
Para cada región se ha confeccionado una memoria síntesis, a pa rt ir de la información contenida en los mapas de trabajo (escala 1:200.000),
abordándose en ella los diferentes capítulos a la
luz de los criterios de favorabilidad definidos.
c) Aplicación de Criterios Socioeconómicos e
Hidrogeológicos
Una vez finalizado el Inventario Nacional de
Formaciones Geológicas Favorables se realizó la
aplicación a dichas formaciones de una serie de
criterios, internacionalmente admitidos, de tipo
socioeconómico e hidrogeológico tales como: demografía , pluviometría , hidrogeología en general ,
recursos mineros, uso del territorio , etc. Por la
aplicación de estos criterios se procedió a la eliminación total o parcial de algunas de las formaciones geológicas preseleccionadas mediante critereos exclusivamente geológicos.
Plan
de
4.2.
Emplazamientos
Selección
de
Tras la realización del Inventario de
Formaciones Geológicas Favorables, prosigue el
proceso de selección cuyos objetivos fundamenta-
les y períodos de realización se describen a continuación.
4.2.1. Fase 1. Estudios Regionales
El objetivo de esta fase es seleccionar, a pa rtir
del Inventario, unas 20 áreas favorables de una
supe rf icie aproximada comprendida entre los 200
y 2.000 km2. Una vez recibidos y evaluados los informes del equipo de asesores sobre el proyecto
IFA, así como establecido un orden de prioridad
de las formaciones favorables, de acuerdo con sus
características geológicas hidrogeológicas, etc., y
una vez realizada la aplicación de los criterios socioeconómicos , se está desarrollando la Fase 1
( Estudios Regionales) a partir de las formaciones
favorables resultantes.
Esta fase consiste, básicamente, en actividades
de confirmación de la información disponible,
completándose, así mismo, aquellas lagunas que
puedan existir.
--
-
_
Los trabajos a realizar dependen del tipo de
formación.
Para las formaciones salinas y arcillosas los trabajos se han iniciado con la revisión de la documentación actualizada generada en el Proyecto
IFA, pasando posteriormente a la utilización de
técnicas de teledetección aplicadas a la geología,
estudios geofísicos en general, realización de cartografía geológica original donde fuera necesario,
muestras sobre el terreno, etc.
La escala general de representación para los
estudios geológicos, tectónicos, neotectónicos e
hidrogeológicos, etc., será 1:200.000 y ocasional-
mente 1:50.000. Así mismo se ha efectuado una
primera evaluación del riesgo sísmico e hidrológico.
Para las rocas plutónicas aflorantes, en la documentación analizada durante la realización del
"Proyecto IFA", se ha observado una gran disparidad en el alcance y criterios empleados por los di-
--
CAP.3.- EL ALMACENAMIENTO DE RESIDUOS
versos autores en el estudio de las diferentes áreas graníticas, sobre todo en lo referente a los condicionantes estructurales de interés primordial en
este tipo de rocas. Esta deficiencia se ha corregido
con estudios básicos sobre las características estructurales de las formaciones plutónicas, empleando, fundamentalmente, técnicas de teledetección
que
proporcionen
la
necesaria
homogeneidad tanto en la metodología como en
el alcance de los estudios.
-
Por otra parte los trabajos de campo y de laboratorio están orientados a determinar las características estructurales, petrográficas, geocronológicas, geoquímicas, hidrogeológicas, neotectónicas,
etc., de las diferentes áreas de estudio.
El estudio de áreas con rocas plutónicas no
aflorantes se ha llevado a cabo mediante la realización de actividades complementarias que darán
origen a un trabajo de síntesis cuyo objetivo será
precisar la profundidad a que se encuentran las
rocas plutónicas en áreas concretas, así como sus
características geológicas más importantes. Estas
actividades complementarias consistirán fundamentalmente en:
- Magnetometría de detalle
- Técnicas de Teledetección aplicadas a la
geología
El desarrollo de estas actividades culminará
con la elabortación de los correspondientes informes y con una base de datos resultado de éstos y
de anteriores estudios, que alimentará los estudios a realizar en fases posteriores.
4.2.2. Fase II . Estudios de Areas
Favorables
El objetivo es la selección de, aproximadamente, 20 zonas favorables de unos 50 a 200 km2 cada una, como resultado de los estudios realizados
en las áreas procedentes de la etapa anterior.
79
-Sondeos. Será necesario realizar sondeos
someros de reconocimiento de 100 a 200 m de
profundidad y, en determinados casos, uno profundo de 600-700 m, todos ellos con extracción
de testigo y testificación geofísica. Estos sondeos
serán utilizados, además, para realizar un primer
estudio de la permeabilidad así como una caracterización hidrogeoquímica de la zona.
La documentación básica en esta fase y a la escala de trabajo que se recomienda (1:50.000), será la procedente de las hojas MAGNA (ITGE), documentación que será preciso completar dado el
estado actual del Plan MAGNA. El tiempo necesario para su realización se estima en 4 años.
4.2. 3. Fase W. Estudio de las zonas favorables
El estudio de las áreas favorables seleccionadas
en la fase anterior, debe conducir a la identificación y cualificación de unas 10 zonas favorables
con superficies comprendidas entre los 6 y los 10
km2.
Los estudios petrológicos y mineralógicos BetaIlados, el conocimiento del comportamiento geomecánico, hidraúlico, térmico y químico de la roca
y la definición del comportamiento mecánico de
las posibles zonas de alteración de las rocas graníticas y/o de la cobertera de los yacimientos salinos, se efectuarán a partir de la interpretación de
los sondeos sistemáticos de 100 - 200 m de profundidad efectuados en la zona.
Los sondeos se emplearán para realizar ensayos de permeabilidad "in situ" y ensayos con trazadores que permitirán establecer un modelo precaracterización
La
liminar de flujo.
hidrogeoquímica de las agua y la evaluación del
comportamiento hidrogeológico permitirán cuantificar inicialmente los tiempos de residencia y los
tiempos de tránsito de las aguas subterráneas.
80 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
4.2.4. Fase IV. Estudios de zonas prefe re ntes
El objetivo es seleccionar mediante estudios
detallados, un número indeterminado (2 a 5) de
Emplazamientos Potenciales de 3 a 6 km2 de superf icie, pa rt iendo de la preselección de zonas favorables realizada en la fase anterior.
La fase IV se orienta al reconomicimiento de la
roca almacén mediante sondeos profundos, a la
cuantificación de sus parámetros geomecánicos,
térmicos, hidráulicos y químicos y a la elaboración
de los correspondientes modelos de comportamiento que permitan hacer una evaluación de las
respuestas del nivel de almacenamiento ante las
solicitudes térmicas y químicas de los residuos y
mecánicas e hidraúlicas de la construcción del almacenamiento.
El tiempo de desarrollo de esta fase se estima
sea de tres a cinco años y, tras su ejecución, los
emplazamientos elegidos se someterán a su aprobación administrativa por los organismos correspondientes . Aquel o aquellos que resulten admitidos como Emplazamientos Potenciales, serán
objeto de una nueva fase denominada proceso de
caracterización . No se prevé que el proceso de caracterización se inicie antes del año 2.000.
4.2.5. Caracterización de emplazamientos potenciales
Su objetivo es confirmar la validez de los estudios realizados en las fases anteriores mediante
trabajos experimentales sobre la roca almacén del
futuro almacer.amiento . Los estudios de caracterización requerirán la ejecución de un pozo de exploración, la excavación de galerías y túneles y la
construcción de una instalación o laboratorio de
profundidad donde desarrollar un extenso programa de ensayos " in situ", que confirmen la validez
del empl azamiento.
--
--
4.- INFRAESTRUCTURA, TRANSPORTE, SERVICIOS
INDICE DEL CAPITULO 4
INFRAESTRUCTURA . TRANSPORTE . SERVICIOS
1. INTRODUCCION
2. HISTORIA
2.1. Tratados de túneles
2.2. Diseño de boquillas
3. VIABILIDAD
4. ESTUDIOS PREVIOS
5. DRENAJE, VENTILACION E ILUMINACION
6. ASPECTOS ESTETICOS
6.1. Tipologías de túneles
7. TECNOLOGIA TRADICIONAL
7.1. Evolución de la capacidad perforadora
7.2. Sistemas de guiado del escudo perforador
8. INSTRUMENTACION
9. RED DE TRANSPORTE
10. TRANSPORTE Y SERVICDIOS URBANOS
10.1. Ferrocarriles metropolitanos subterráneos
10.2. Aparcamientos y pasos inferiores
10.3. Servicios de utilidad pública
10.3.1. Distribución de agua
10.3.2. Redes de saneamiento
10.3.3. Otros servicios
11. BIBLIOGRAFIA
CAPITULO 4
INFRAESTRUCTURA, TRANSPORTE , SERVICIOS
01. INTRODUCCION
El trasporte ha sido, desde la más remota antigüedad un servicio inherente a la propia existencia humana, incluso antes de que se inciara el sedentarismo. Los pueblos nómadas conocieron su
innegable necesidad y posteriormente, la relación
entre los pueblos de carácter comercial, como intercambio o de carácter guerrero, como conquista, supuso para las primitivas civilizaciones un conocimiento de la necesidad de saber de los
sistemas de comunicación.
Por eso se necesita una visión histórica de cómo fue el desarrollo del transporte. Si bien la necesidad de conquistar el subsuelo para el trazado
de las vías de comunicación aparece incluso en civilizaciones perdidas en la sombra del pasado, es
en el presente siglo cuando se produce el verdadero despegue en lo que se refiere a construcción
de túneles para las infraestructuras del transporte.
Nuestra visión del tema se concretará en seis
aspectos: estudio de viabilidad del túnel desde el
punto de vista de planeamiento y proyecto y
construcción; aspectos ligados a la explotación
(ventilación e iluminación de túneles); aspectos estéticos, tecnologías en la construcción de túneles
e instrumentación para la obra y la explotación de
los túneles.
Asistimos a una nueva era en relación a la consideración y tratamiento del subsuelo como aprovechamiento para la implantación de las infraes-
tructuras del transporte, como solución técnica
imprescindible, pero también como alternativa a
los trazados de diseño exclusivamente en superficie por disponibilidad de suelo, por motivos ecológicos o medio-ambientales y por una razón de calidad de vida dentro del concepto de urbanismo
integrado.
El uso del subsuelo para la ubicación de los túHeles abre, pues, nuevas perspectivas dentro del
moderno concepto que podemos calificar como
urbanismo oculto, o urbanización del subsuelo.
2. HISTORIA
A través de los documentos que versan sobre
aspectos muy diversos de la vida de los pueblos,
se descubre así mismo la faceta constructiva ,
Desde antiguo, todos los poblamientos han tenido que desarrollar la técnica , rudimentaria "ab
initic", para mejor satisfacer las necesidades de
subsistencia . Cuando las condiciones climáticas hicieron al hombre sedentario "horno de las cavernas", el contacto con el mundo subterráneo debió desarrollar en esas antiguas civilizaciones la
necesidad de la conquista del subsuelo, perdiendo
ese respeto por lo ignoto que el hombre siempre
ha sentido.
Ya en estos balbuceos se aprecia el sentimiento estético del hombre, cuando éste decora el interior con escenas varias de la vida cotidiana del
momento. Conocemos por lejanas referencias, casi leyendas, las obras bajo tierra que hace milenios
6 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
realizaron los primitivos pueblos con carácter funerario por ese respeto y veneración , también temor,
hacia el más allá , como un sentimiento oculto que
se deseaba permaneciera como tal. La Biblia recoge descripciones con un mayor detalle en el aspecto arquitectónico , menor en el constructivo .
Cerca, sin embargo, de éstas minas, se encuentra el túnel de Montejurado para la desviación de las aguas del río Sil. Otros túneles para canales de abastecimiento de agua aparecen en
Ucero ( Soria ) y Segóbriga ( Cuenca), figura 1,
Mérida y un sinfín de asentamientos de la época
romana.
En nuestro país conocemos bastante bien las
obras subterráneas que los romanos abordaron
para la explotación minera de la riqueza de numerosas zonas de nuestro país. Arquetípicas son las
ruinas en torno a la Cuenca del Si¡ para la extracción de oro, así como el impresionante yacimiento
de las Médulas, en león, en cuyo singular paisaje
Con semejante preámbulo , el lector puede
preguntarse si realmente se hizo en la época de
los romanos algún túnel viario . Y en efecto, es
muy conocido el túnel de San Adrián en la calzada del mismo nombre, en el País Vasco, lugar, por
otra parte, que no conoció en demasía la romani-
reconoce el visitante la impo rtancia que el lugar
zación que caracterizó la mayor parte de la geo-
tuvo bajo la dominación romana de Hispania . Las
grandes cavernas de las Médulas se formaron por
un sistema de explotación que Plinio explica como
"de la ruina montium " y donde aparece con terrible y desnuda realidad el fallo técnico subsanado
por un desprecio hacia la vida de un pueblo escla -
grafía peninsular e isleña.
-
--
prenden dado el desconocimiento que se tenía de
la pólvora . No cabe duda que la dificultad que en-
vo.
a
-los romanos, pues, realizaron ya estas obras
subterráneas para la infraestructura viaria con
unos procedimientos constructivos, relatados por
los escritores coetáneos, que aún hoy día nos cor-
+
WS
``
trañaba semejantes obras hacía necesario evitarlas
por mera cuestión logística y no resulta pues extraño pensar que, así como para la conducción de
agua se necesitaba realizar túneles y acueductos
por desconocimiento del sifón, las calzadas romanas, salvo excepciones , desconocían a su paso el
túnel aunque no así el puente en cuya técnica los
romanos desarrollaron una alta capacidad constructiva.
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Curiosamente en contraste con la escasez de
túneles carreteros , se encuentra en la Epoca
Romana un desarrollo de las galerías urbanas para
el saneamiento de las ciudades, (Barcelona), con
un sistema reflejo del vario de supe rf icie como se
ha apreciado en la vía longitudinal de Barcino partiendo del Decumanus Maximus.
„
°
La Edad Media no fue precisamente una época
floreciente , por más que los árabes realizaron importantes artilugios, pero siempre en superficie
por ese sentido de la belleza que encierra el ador-
Figura 1.- Abastecimiento de aguas de Segóbriga
no de la naturaleza abie rta . El túnel, como algo
--
CAP .4. - INFRAESTRCUTURA, TRANSPORTE, SERVICIOS
7
tenebroso, no coe
noció pues, un
desarrollo parejo
a otras obras de
carácter arquitecirT►.7`
tónico y solamen-{
te determinadas
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realizaciones militares acudían a
estos singulares y
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localizados hitos
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de conquista del
subsuelo.
En el siglo XVI
se reconoce la
existencia de túneles como "la
mina de Daroca"
(figura 2) de ca-
siglo XIX con el
túnel ferroviario
de la Argentera
para entrar en la
era de los túneles
de infraestructura, en donde la
implantación de
la red ferroviaria
supuso,como dos
mil años antes los
canales, el desarrollo de las técHitas de los túHel es, dada la
rigidez de pendientes que se
exigía en la infra-
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estructura
ferrocarril.
del
Aunque, princi-
palmente,
se
realizó como la-
2.1. Tratados
Figura 2.- La Mina de Daroca (Cortesla de Cauce 2.000)
minación o encauzamiento de
avenidas, era en realidad una obra de defensa. De
ésta época son los "viajes de agua " que ya conocieron, sin embargo, su encauzamiento urbano en
la época de los árabes.
de túneles
Respecto a la tecnología tunelera hay que distinguir los tratados de túneles que forman parte
del acervo técnico-cultural y de los que conocemos singulares muestras de lo que podemos llamar modernos tratados del arte de hacer túneles.
Es extraordinaria la red de galerías existente en
Madrid,que se data en este período y que aparece
con el revestimiento de ladrillo, técnica que los
árabes desarrollaron y depuraron. Si bien es verdad que la realización de éstas galerías en el tosco
madrileño no resultaría tan difícil como la excavación en roca, en dónde los romanos realizaron al-
Referencias antiguas nos remiten a simples datos de cómo se hacían los túneles en la antigüedad. Vitrubio nos ha dejado ya datos muy concretos sobre la construcción de túneles romanos.
guno de sus túneles de calzadas y también desmontes o cortes a media ladera, no deja de
sorprender el perfecto diseño de este sistema de
pequeños túneles con ingeniosa solución en los
"De re metallica", publicado en Basilea en 1556,
que nos proporciona una brillante colección de
encuentros de galerías .
diendo al extenso texto que desarrolla los conocí-
Aún cuando alguien apunta el siglo XVI como
inicio de la técnica tunelera,habrá que esperar al
mientos de la Epoca una exposición gráfica de útiles y procedimientos constructivos de obras
subterráneas.
Arquetípico es el libro de Georgius Agrícola
datos ilustrados con magníficos grabados, aña-
8 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
Del siglo XVI es también "Los veintiún libros de
los ingenios y de las máquinas ", de Juanelo
Turriano, que une a su ágil tratamiento de la utilización de las técnicas constructivas la gratificante
apo rtación de figuras explicativas. Desconocemos
cómo se hacía la definición de la traza y cómo resolvía la necesidad del emboquillado en terrenos
blandos, así como el revestimiento " si fuese tal la
necesidad que conviniese hacer bóveda... Va de yr
la bóveda de cantería o mampostería"
No podemos dejar de hacer referencia a la documentadísima y prolija descripción que Maristany
realizó en torno al túnel ferroviario de la
Argentera. Es un magnífico tratado que se divide
en seis tomos, tres de los cuales están dedicados
al estudio de coste, proyecto y construcción, y los
otros tres recogen una inestimable colección de
extraordinarios grabados y dibujos complementa. Solemos decir que es la primera gran obra
riosescrita, amplísima , sobre el modo de hacer túneles. Estamos en el siglo XIX y tanto la obra del túnel como la labor documental desarrollada en torno a é l e valió a su autor el título de Marqués de
la Are
ira .
Si
i el siglo XX constituye el alborear de
una nueva era en lo que a la construcción de túneles de infraestructura se refiere, hemos de esperar al último tercio del milenio para recoger un espectacular avance tanto en el tema constructivo
como en el de planteamiento, diseño, proyecto y
control de los túneles, aportando, como en otras
tantas ramas del saber la moderna literatura técnica sobre el tema .
A partir de 1980 la aplicación de nuevas técnicas ha supuesto un avance espectacular de este tipo de obra. Técnica y económicamente hablando
está ya institucionalizada por mor del desarrollo,
la realización de obras internacionales de túneles,
cuyas aportaciones teóricas y prácticas constituyen no sólo un importante estudio de evolución
de la tecnología, sino una extraordinaria recopilación de casos que permite afrontar con criterio y
rigor unas obras que tradicionalmente venían
siendo especialmente delicadas, como si el ancestral miedo del hombre hacia el ignoto mundo
subterráneo quisiera despe rtar en la civilización
moderna el respeto hacia el más íntimo temor.
Qué duda cabe que la aplicación de las nuevas
tecnologías al estudio de diseño, cálc n, proyecto, construcción y explotación de éstas obras ha
supuesto , no sólo la realización de obras técnicamente buenas y estéticamente tratadas, sino que
se ha disminuido e incluso anulado la peligrosidad
que encerraba la realización de los túneles para el
equipo humano empeñado en su excavación.
--
--
2.2. Diseño de boquillas
llegaSon los túneles del FFCC los que, con la Ilegada de éste, aportaron el inicio de lo que podíamos
llamar el despegue técnico de los túneles para infraestructuras.
económicos, fueron los túneles ferroviarios unas
obras que hicieron tomar conciencia de la necesidad de estudiar y aplicar conocimientos que tenían su matiz peculiar. En este sentido, tal período
podría haber supuesto un desarrollo de la técnica.
Sin embargo, dada la penuria instrumental de la
época y el escaso apoyo técnico y científico, estas
obras, faraónicas en muchos casos, aportan más
conocimientos prácticos que comprobación de teorías aún no elaboradas, y ello con un importante
tributo de vidas humanas. Las dificultades, de
muy variada índole, fueron muchas y el carácter
a rtesanal de los especialistas en las diferentes labores tuneleras hizo que tales trabajos fueran, como en el pasado, heredados de padres a hijos.
Así se explica el éxito que supuso la implantación, en el primer tercio de siglo de los ferrocarriles metropolitanos que tuvieron un desarrollo lento por la dañina dificultad que comporta el
trabajo urbano.
Imagínese lo que suponía la realización de
estos túneles. En España, la línea Palencia - La
--
CAP .4. - INFRAESTRCUTURA, TRANSPORTE, SERVICIOS
Coruña atravesando la atormentada orografía que
existe en muchas partes de nuestro país, supuso
grandes dificultades de proyecto y más aún, constructivas. Aparece en esta línea el famoso túnel
del lazo.
A las dificultades topográficas y de definición
del trazado, se unen los problemas geomorfológicos, geotécnicos y de drenaje así como el emboguillado. Curiosamente, el tratamiento de las boquillas de los túneles del FFCC, constituye un
preclaro antecedente de lo que, ya en las postrimerías del siglo XX será la consideración del impacto visual del túnel para el usuario y para el que
lo contempla así como la definición de la estética
y mobiliario, en su caso, del interior de los túneles.
_
No existía en estos túneles ferroviarios más
ventilación que el tiro natural y ello suponía un
problema en los túneles de gran longitud, máxime
con la tracción a vapor de los trenes de la época .
La solución del lazo, se extrapoló en la línea
Ripoll - Puigcerdá con el diseño del túnel de
Tosas, mediante la definición helicoidal con 35
milésimas de pendiente y un radio de 230 metros,
lo que supuso la mayor pendiente en España con
FFCC de vía ancha con simple adherencia .
Fue, sin embargo, el paso de Pajares el que
concitó encontradas opiniones . De un proyecto
crucial a base de retrocesos del tren a media ladera se llegó al trazado continuo que supuso la
construcción de 60 túneles en 40 km y que fue
inaugurado el 14 de agosto de 1884.
9
3. VIABILIDAD
De todos es conocido, y se ha venido haciendo
tópico en los recientes documentos sobre la tecnología de los túneles, el hecho de que, en el pasado, numerosas obras subterráneas tuvieron que
ser abandonadas después de su comienzo, por
desconocimiento del terreno previo o por inefica-
cia o falta de los elementos técnicos para la correcta ejecución de la obra.
Por eso es claro que, antes de la definición de
un proyecto de túnel es necesario proceder al correspondiente estudio de viabilidad que pasa necesariamente por un estudio previo del terreno
pero también y como 1 6 fase, un estudio de los
criterios de elección de la solución subterránea o
de sus posibles alternativas . Tras los datos de tráf ico y geometría es necesario estudiar las condiciones de ventilación , iluminación y seguridad de la
posible obra, destacando exprofeso los costes y
métodos de explotación . Se trata pues, de añadir
a los estudios generales de planeamiento un documento de anteproyecto, que debe contemplar
el mayor número de variables por cuanto, abordado el proyecto y posteriormente la construcción
del túnel, los posibles riesgos que puedan aparecer no distorsionen en demasía el estudio económico-financiero del proyecto.
Finalmente , hay que prever cómo puede interferir la explotación del túnel en situaciones especiales o singulares como por ejemplo, obras en interior del túnel en servicio , accidentes o
situaciones de emergencia como incendios, todo
lo cual debe tenerse en cuenta incluso desde la
fase de viabilidad del proyecto.
4. ESTUDIOS PREVIOS
Casi cuarenta años después del primer ferrocarril español, el Barcelona - Matará, que supuso
la realización del túnel de Mongat de 135 metros,
excavado en roca y revestido, existen en España
más de mil doscientos túneles ferroviarios con una
longitud total de unos 375 km.
los sistemas previos de reconocimiento del terreno para la construcción de túneles solían ser los
sondeos verticales . En ocasiones estos sondeos se
dejaban como chimeneas de ventilación y acceso
durante y después de la construcción del túnel.
10 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
Semejante criterio es ya reconocido en la época
de Vitrubio para la construcción de túneles romanos. Hoy en día y a pesar de la mejora de las técnicas de reconocimiento , las coberturas de cientos
de metros o incluso superiores a los 1.000 m, hacen que se utilice el procedimiento de la galería
paralela al túnel (de menor sección ), técnica que
ha sustituido a la de la galería de avance por
cuanto el túnel se realiza a sección completa y
con rendimientos elevados. Las galerías de reconocimientos se convie rten en galerías auxiliares de
ventilación y de construcción, como tercer frente
de ataque en ocasiones, pudiendo permitir el
ajuste del trazado en longitud, como ocurrió con
el túnel del Cadí, e incluso facilitando la de excavación por cambio en la estratigrafía y calidad de
los terrenos atravesados.
Una vez determinado el método constructivo
se procede a dar forma al proyecto de construcción, a la vista de los datos recogidos, que proporciona tanto la caracterización geotécnica del terreno a perforar como la estratigrafía,
buzamientos, fallas, acceso de agua, estado tensional, etc. Se completa la información mediante
modelos de compo rtamient donde la técnica de
los elementos finitos proporciona un detallado estudio teórico, no sólo de la situación final sino de
las situaciones intermedias de construcción.
Como es natural , en este tipo de obra se
adopta un sistema de permanente información,
con una relativa flexibilidad tanto en la interpretación como en la alteración del pliego de condiciones de la obra. Ello exige, lógicamente, un estudiado contacto contrata-administración, que
permita no sólo el mejor tratamiento de datos y
gestión del sistema, sino la rápida adaptación de
personas y equipos ante la información proporcionada por los estudios de reconocimiento, continuos, durante la marcha de los trabajos.
Entre las medidas tomadas se da especial importancia a las convergencias, que son asimismo
recogidas de forma automática, sistematizando su
tratamiento para que la Dirección de obra pueda
emitir sus órdenes con un mínimo de demora, sobre todo al atravesar terrenos que por su baja salidad o por acceso de agua , puedan provocar rotura del revestimiento u otros fallos. Por ello, es
importante el realizar modelos matemáticos sofisticados, que permitan reconstruir fielmente la historia del túnel durante la construcción permitiendo corregir mediante iteraciones los resultados
previos tras la permanente información que se recibe de la instrumentación del túnel.
Todo ello se completa con un estudio de rendimientos en cada fase del ciclo de perforaciones,
carga explosivos y ventilación, desescombro y
operaciones complementarias previo al posible
bulovado, presentación de malla, hormigón proyectado y cuantas acciones se prevean o se decidan por la Dirección de la obra en el transcurso de
los trabajos de construcción.
La auscultación del túnel se configura como
una condición "sine qua non", no sólo para la definición técnica , sino también como control de
costes, cuyo coste medio, por sue rte lineal, puede
superar corrientes de 1988, el millón y unos rendimientos medizel rendimiento de la pe rforación incluyendo carga, ventilación y desescombro, y 1/3
de los pendientes metros medios actuales en perforación. Todo ello en roca (calizas, dolomias con
diversa fracturación , granitos, pizarras), habiendo
considerado valores medios durante toda la construcción del túnel, recogido estos datos de la reciente experiencia española (túneles de 3.000 a
5.000 metros).
-
S. DRENAJE, VENTILACION E ILUMINACION
Son estos tres aspectos especialmente importantes, no sólo para el diseño y construcción del
túnel, sino también para la eficacia en la gestión y
conservación posterior.
los últimos Congresos de Carreteras (1983
Sidney, 1987 Bruselas) abordan con especial énfa-
-
-
CAP.4. - INFRAESTRCUTURA, TRANSPORTE, SERVICIOS
sis el tratamiento de estos aspectos en el proyecto
de los túneles para carreteras .
En realidad , el drenaje suele ser un aspecto
que se ciñe a la resolución técnica de la recogida y
evacuación de las aguas de infiltración y de las
aguas supe rf iciales . En este sentido , no difiere
esencialmente del estudio de drenaje que debe
tener todo proyecto de obra pública .
La ventilación e iluminación son, por el contrario, dos aspecto! genuinamente específicos en el
proyecto de los túneles . Aquél por razón de calidad ambiental y por razón de seguridad, éste en
base a consideraciones estéticas y también de seguridad y rendimiento funcional.
En cuanto a ventilación , existen ya métodos de
cálculo, informes, normativas y recomendaciones
para determinar los sistemas de ventilación y el
gasto de aire, así como las formas de aducción.
A raíz del XVI Congreso de la AIPCR (Viena
1979), se introdujeron en Europa , nuevos modelos de cálculo en base a medidas que recogían la
influencia de la conducción , los vehículos, tipo de
motor, altitud, etc., en las emisiones de contaminantes . Mientras que en Europa se empezaron a
realizar grandes chimeneas para renovación del
aire, en Japón se proponía purificar el aire por
medio de dispositivos de precipitación de pa rtículas elect rostáticas. Sin embargo a pesar de ello,
los contaminantes gaseosos no se eliminaban y
por tanto existía el peligro de la contaminación
del entorno medio-ambiental .
El Congreso de Sidney aborda ya todo un
cuerpo de doctrina en lo que se refiere a recogida
de datos y propuesta de método y forma de ventilación (longitudinal en túneles de gran longitud).
Se estudia especialmente el efecto de la turbulen cia y los puntos críticos (entrada y salida del túnel).
El Congreso de Bruselas ( 1987) insiste en que
la ventilación de los túneles debe responder a tres
11
criterios : dilución de los gases de escape hasta niveles admisibles, mantenimiento de un nivel de
contaminación mínimo en las embocaduras y evacuación rápida de humos en caso de incendio.
Básicamente se proponen métodos de medida y
seguimiento de túneles existentes , así como modelo de determinación del caudal de aire y sistemas de ventilación , ligados éstos, a las condiciones atmosféricas locales, velocidad y dirección del
viento.
Se presentan esquemas de dilución y modelos
de dispersión, con particular consideración de los
fenómenos de turbulencia.
Es en el Congreso de Bruselas (1987) donde se
aborda especificamente el problema del incendio:
cálculo de humos, trayectorias y eliminación, estudiando los problemas que plantean los extintores
(sprinklers).
En relación a la iluminación , ambos Congresos
destacan las experiencias existentes y estudian el
caso de sistemas simétricos y asimétricos (flujo en
contrasentido para favorecer la visión de los obstáculos por contraste negativo).
Tanto en el Congreso de Viena ( 1979), como
en los dos últimos de Sidney ( 1983) y Bruselas
( 1987), se hace hincapié en la conveniencia de
una iluminación natural a la entrada del túnel, evitando el contraste a la salida , punto éste importante a la hora de definir la dirección de la traza.
Se propone la disposición de lamas instaladas en
pórticos y que eviten la penetración directa en el
túnel de los rayos solares . Se pretende, así mismo,
diseñar los recubrimientos para que se tenga una
buena transmisión luminosa habida cuenta de la
atenuación acústica. El Congreso de Bruselas propone un método de medida de las luminancias en
la boca del túnel con objeto de definir el método
de diseño, concluyendo recomendaciones más
que procedimientos tediosos de cálculo : teniendo
en cuenta los tiempos de adaptación de la visión,
que adopta y propone un método de movilización
12 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
del contraste . (figura 3).
Este procedimiento tiene en cuenta la temporalidad de la adaptación , permitiendo compensar
especialmente la percepción en visión central al
ser el cargo visual periférico muy iluminado . Hay
que recordar que el ojo presenta dificultad de
adaptación en el intervalo de luminancias entre
10-4 y 105 cd/m2.
Los proyectos de iluminación de los túneles se
plantean pues, como tratamiento de las entradas
y salidas . La iluminación del túnel en sí, de sencillo
cálculo, supone sin embargo , unos importantes
costes de explotación . Hay que definir cuidadosa mente los parámetros que determinen la luminan cia recomendada . Esta viene en función del coefi ciente de extinción E que depende del grado de
capacidad ( directamente ligado al nivel de servicio
o condiciones de csde uniformidad global
Lmin./Lmedio del orden de 0,4 y uniformidad longitudinal Lmin ./Lmax. del orden de 0,3 a 0,5 para
cada carril del túnel (según densidad de tráfico).
Finalmente, se dan en el congreso de carrete-
6 .00 ca: n2
ras recomendaciones sobre sistemas de gestión de
la iluminación, red de distribución, iluminación de
emergencia y dispositivos automáticos de control
y medida, asistidos por ordenador, con objeto de
proceder a la extinción parcial de las luminarias,
con variación continua de la luminancia sin descender la tensión de las lámparas de un cierto nivel a partir del cual no se producen ahorros energéticos.
6. ASPECTOS ESTETICOS
-
la decoración de interiores en los túneles tiene
un lejano precedente en las pinturas rupestres.
Escenas de la vida y costumbres de los pueblos
que habitaron las cavernas han permitido conocer
aspectos culturales e históricos de esas ancestrales
civilizaciones. Esa unión de estética y funcionalidad ha presidido no sólo la morada y hábitat del
hombre , sino que también ha estado presente en
la mente de los antiguos que supieron plasmar el
sentimiento estético como una expresión de la
sensibilidad art ística de todos los pueblos.
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Figura 3.- Diagrama de tramos y escalonamiento de luminarias. J.M. Arque, 1983 (En carreteras n° 7).
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CAP.4. - INFRAESTRCUTURA, TRANSPORTE, SERVICIOS
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13
Curiosamente , en lo que se refiere a las obras
subterráneas, podemos admirar los antiguos mo-
la sensación de agobio de quien lo transita.
numentos funerarios en los que la expresión plástica se desarrolló en sus múltiples manifestaciones, ya arquitectónicas , ora escultóricas o
pictóricas, o incluso en lo que con lenguaje actual
calificaríamos de mobiliario o decoración . Sin embargo, tras un largo paréntesis, habrá que llegar
al siglo XX para que, con la diversidad de usos y
funciones del subsuelo, asistamos a una eclosión
del urbanismo subterráneo . Así, podemos asistir a
esos magníficos tratamientos decorativos de las
centrales subterráneas (figura 4), las estaciones de
los metropolitanos y finalmente la definición estética de los túneles para carreteras . Son éstos precisamente sobre los que es conveniente destacar
obra que se aprecia " desde fuera" y que debe
evitar tanto el impacto visual de la entrada como
Por regla general, los túneles de carretera presentan secciones que dan al usuario un sentido de
la perspectiva evitando el tradicional "efecto túnel " que produce, caso de no evitarse, una disminución de la velocidad de los vehículos , reduciendo el nivel de servicio de la vía.
l
Cuando se habla de decoración, no se piensa
sólo en el diseño pictórico, sino más bien en las
formas geométricas y la combinación de colores
en cuanto al tratamiento de bóveda o hastiales A
este estudio de estética viene inseparablemente
unido el estudio de la iluminación del túnel, que
hará más "abierta" la perspectiva contemplada.
Los túneles de carretera , caso que se adopten
motivos pictóricos , deberán ser o recordar los aspectos "paisajísticos ", utilizando este término no
sólo en su vertiente artística sino ecológica, de tal
manera que no distraiga la atención del conductor y evite al máximo los impactos visuales. Por
ello, la decoración del túnel deberá adaptarse al
paisaje natural existente a la entrada y a la salida
del mismo, adoptando especial cuidado en el diseño de la embocadura . En este sentido las aportaciones de los proyectos recientes de carretera
permiten suponer que la estética de los túneles se
está configurando como uno de los apartados a
introducir en los proyectos de viabilidad y de
construcción de este tipo de obras.
Existen embocaduras que adoptan formas geométricas, creando unos espacios que preparan al
usuario para adaptarse al siempre limitando volumen en que se plasma la apreciación desde el interiore6.1. Tipologías de túneles
La definición de la forma y dimensiones de la
sección del túnel tiene no sólo limitaciones de índole técnico y económico sino también funcional.
figura 4.- Central Hidroeléctrica Reversible de Tanes (Cortesía
de Hidroeléctrica del Cantábrico)
Mientras que un túnel de FFCC no comporta,
en principio, otros problemas de diseño que los
meramente técnicos, el proyecto de un túnel de
14 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
carretera añade a los problemas técnicos consideraciones económicas ( mayor o menor sección ) y
estéticas , habida cuenta de unos sistemas de gestión más sofisticados con vistas a la explotación y
a la seguridad y situaciones de emergencia .
obra en donde primaba más el número que su
longitud y en donde se acudía más a personal especializado que a utillaje sofisticado , pues este no
habría podido desarrollarse al no existir la demanda en el mercado.
Los espacios amplios en los túneles de carretera para la ubicación de los sistemas de gestión introducen el elemento de la estética del túnel en
Inicialmente, se utilizaba el procedimiento belga, realizando antisecciones primero de madera,
más tarde metálicas, luego continuas . La excava-
todo el proceso de acabado, remates y puesta en
ción se realizaba a pico y pala y posteriormente
funcionamiento de los servicios y elementos auxiliares para la gestión del túnel . La existencia de
acceso a galerías complementarias o los espacios
"sobredimensionados" en el interior del túnel , introduce dificultades complementarias en cuanto a
la construcción de rendimiento de las aportaciones de apertura, así como al coste de la obra.
mediante batería de ma rt illos hasta dar paso al escudo excavador, éste en terrenos blandos.
Dentro de las secciones de túneles carreteros,
no puede olvidarse un estudio de los " campos de
visión descansada " ( concepto desarrollado por
Angel del Campo), para tener en cuenta el efecto
perspectiva y el efect o tubo; aquél por cuanto influye en el impacto visual y éste por el impa ct o
psicológico . Todo ello se enmarca además dentro
del tratamiento de decoración , iluminación y ventilación , lo cual puede a su vez condicionar o venir
condicionando por el tipo de sección del túnel,
tanto en tamaño como en forma de geometría .
7. TECNOLOGIA
Estamos asistiendo a un lanzamiento espectacular en el número e importancia de los túneles
para la realización de los grandes ejes de ve rt ebración, de carretera y ferrocarril , de la Europa
Comunitaria.
Sin embargo, previamente a este impulso desmesurado en el tiempo, hubo un antecedente cercano : la realización de túneles, sólo en contados
casos , para atravesar macizos montañosos impracticables o por necesidades de suaves trazados
(FFCC). Pero aún en este caso el túnel era una
Los revestimientos se realizaban en piedra o
ladrillo y posteriormente en hormigón armado y
prefabricado.
El empleo del sistema "out and cover" más
utilizado en el caso urbano, permite construir Areviamente los estribos con pantallas excavadas con
Iodos tixotrópicos (bentonita ) excavando a posteriori para acceder al arranque de la bóveda y
construyendo ésta sobre encajado deslizante o sobre el propio terreno que act úa como tal.
El sistema de agotamiento de los túneles era
muy variado : utilización de pozos de drenaje
(well-points) o extracción por canal de las filtraciones (caso de los túneles ferroviarios).
--
Las secciones de los túneles en general adoptan la forma de cañón y sólo modernamente empiezan a utilizarse secciones en herradura , sección
circular u ovalada dependiendo de la tectónica del
terreno y apa rtando el aspecto estético cuando se
empezaron a realizar túneles carreteros.
amente, los túneles hidráulicos romanos
ad(
secciones piriformes al extrapolar la teorí,
.uce menor al caso del flujo de caudales
en tu; ¡el (figura 5). Técnica y estética parece que
van unidas en la historia del túnel . Si bien en el
caso del FFCC , salvo en tratamiento de las boquillas, no parece que el sentimiento estético presida
su realización bajo tierra y ello porque el túnel ferroviario tradicional debe ser funcional pero es
--
--
CAP.4. - INFRAESTRCUTURA, TRANSPORTE, SERVICIOS
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los perfiles de la cimba se acoplan al terreno, reincorporando su estado tensdsiguiente operación
para evitar, en su caso, la meteorización de la roca terminado con hormigón colocado con encofrado telescópico. Estos son los túneles de la época de transición: de unas obras ferroviarias en
donde no se reviste y se deja la roca viva, y de
otras obras , las de los túneles de los grandes ejes
vertebrados de carretera , en donde se aplica ya la
moderna tecnología en cuanto a técnica constructiva, unido al aspecto estético y con las consideraciones de ventilación , amortiguación de sonidos y
vibraciones e iluminación , características todas
que comportan la contemplación de la calidad
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medio-ambiental en las obras de túneles carreteros.
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Finalmente, parece obligado reconocer la
construcción de túneles por el método Jacobson.
Consistente en voltear sobre los estribos una bó-
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Figura S.- Abastecimiento de agua de Burgo de Osma (en "El
ingeniero y la obra subterránea )
una obra oculta "sensu stricto" y por su carácter
de obra que no se ve el sentimiento estético de su
diseño, permanece ausente .
El método belga aparece modificado mediante
la excavación de la galería de avance , lo que supone un sondeo de reconocimiento previo del terreno. Dicha galería de ataque, se ensancha a
posteriori siguiendo el trasodós de la bóveda con
entibación que solía ser mixta : de madera los estampidores o apeas y metálicas las longarinas ; entibación forrada de tabla .
El ritmo de avance se impone, ya en la última
época tradicional, con objeto de que no se produzcan unos estados tensionales en la bóveda
que abre el terreno, para lo cual se exige una programación de los trabajos, excavación , entibación ,
recubrimiento que acorte las trayectorias anárquicas del sistema tenso-deformacional .
Terminados los estribos, se realiza la destroza y
veda de dovelas o prefabricadas, las cuales se cotocan con un mecanismo que hace de cimbra, clavando posteriormente las dovelas.
El cosido del terreno, la estabilización con inyecciones o los tirantes de pretensado constituyen
más procedimientos modernos en razón al utillaje
necesario para su realización , así como el mayor
conocimiento geomorfológico del terreno que
puede ser más afinado con las modernas técnicas
de detección e interpretación.
La accidentabilidad en la construcción de túneles era algo que se consideraba consustancial con
este tipo de obras . Es evidente que la descomposición del terreno o la existencia de un sistema de
fallos, "ad hoc" pudiera provocar y provocase
efectos inducidos en la bóveda de descarga que
produjera el hundimiento . La existencia de vías de
agua, (viajes de agua en las zonas urbanas) cuyo
gradiente se aumenta de forma muy importante
con la excavación , producirá fallos en el terreno
de muy diversa índole , de tal forma que en tales
casos habría que adoptar soluciones, y a veces éstas no eran posibles con la eficacia y eficiencia de
los métodos al uso conocidos . Ya Vitrubio conocía
el problema que el agua causaba en los túneles,
16 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
pero el conocimiento de las causas y el tratamien-
to o, por mejor decir, prevención de los fallos, sólo ha podido abordarse en su compleja manifestación mediante las modernas técnicas de
tratamiento.
210
7.1. Evolución de la capacidad perfo-
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El desarrollo de la capacidad de perforación de
túneles ha ido parejo con el desarrollo de la técnica, habiendo adquirido en los últimos años un im-
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Suele suponerse que la perforación de los túneles hasta el alborear del siglo XX tuvo una.lánBuida evolución pudiendo decirse que, hasta entonces, poco habrían cambiado la técnica y los
procedimientos constructivos que se venían aplicando desde centurias anteriores. Y ello por motivos varios. Por otra parte, debido a la inexistencia
de una demanda tecnológica fuerte dada la poca
frecuencia e importancia de estas obras y por otra
la poca capacidad de oferta técnica e industrial de
la época.
En tales circunstancias, se poste en la prima
década del siglo XX, con la perforación de barre-
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no, técnica que se generaliza y populariza pero
que introduce unos bajos rendimientos en la capacidad de perforación que posiblemente no su-
Figura 6.- El desarrollo del progreso en la productividad
basado en las innovaciones de los sistemas de perforación de
Atlas Copco(Mining&Construction, n°1 1989)
pera los 2 metros/hora como media, en roca. La
introducción del método sueco en 1940 permite
duplicar o triplicar endietos con perforación por
Aparecen en 1955 los primeros brazos
hidráulicos que pueden conseguir sendietos de 20
metros/hora. Pero en 1963, cuando se produce el
gran impulso con los Jumbos neumáticos con los
que se consigue un sendieto de 30 metros/hora o
incluso superiores. A partir de este momento entramos en la era de la automatización realizando
el proceso de perforación con total (figura 6) mecanización mediante introducción en 1973 de la
perforación hidráulica.
ción de jumbos hidráulicos que permiten ya rendimientos espectaculares que pueden llegar en algunos casos al metro/minuto o incluso superiores.
Estamos, pues, con la introducción finalmente del
escudo, proceso continuo o número excavador,
asistiendo a un punto en donde son las labores
previas o las de asistencia y gestión las que no
permiten elevar el rendimiento, ya que la propia
maquinaria "ad hoc" presenta un desarrollo difícil
de superar si no fuere cambiando todo, la concepción del proyecto y construcción de la proporción de túneles.
Diez años después aparece la segunda genera-
Con las nuevas técnicas del alineación con ra-
-
CAP.4. - INFRAESTRCUTURA, TRANSPORTE, SERVICIOS
yo láser, asistido por ordenador, la perforación de
túneles en las postrimerías del siglo XX poco tiene
que ver con la tecnología que se venía aplicando
escasamente un cuarto de siglo antes.
7.2. Sistemas de guiado del escudo
perforador
La aplicación de las técnicas informáticas y el
desarrollo de la tecnología del rayo láser, permite
realizar el proceso de perforación con guiado automático, lo que facilita en gran medida, las operaciones de definición de la traza del túnel. Este
procedimiento se va aplicando en la construcción
de los túneles carreteros realizados en la década
de 1980 en España V.gr. túnel del Negrón en la
Autopista Astur-leonesa y túnel del Cadí ( inaugurado en octubre de 1984) que se incluirá en la vía
Barcelona -París como uno de los ejes de vertebración de la red europea de carreteras.
En resumen, el sistema de guiado automático,
consiste en simular la acción del conductor realizando la simulación por medio de ajustes " infinitesimales " que corrigen la desviación de la trayectoria (secantes versus tangentes). La ubicación de
la Máquina se realiza mediante un emisor de rayos láser cuya puesta en estación se realiza mediante los métodos topográficos convencionales.
En el lugar de emplazamiento del láser se ubica,
asimismo, un distanciamiento electrónico.
En la máquina perforadora se instala una plomada de precisión. Mediante dos pantallas transparentes y con una retícula para la definición de
coordenadas, separadas una distancia definida, es
posible ubicar el punto de corte con el rayo láser
enviado sobre las mismas, así como definir la distancia del emisor láser a la primera pantalla. Con
la plomada se determina el ángulo de cabeceo y
el de serpenteo, sirviendo el primero como comprobación de otros datos. Cuatro gatos hidráulicos permiten determinar el "balanceo" (con tres
son suficientes, el cuarto comprueba la medida).
De la forma expuesta, es posible al existir va-
17
ríos datos dependientes, poder realizar una serie
de comprobaciones que se introducen en el ordenador que automáticamente da las órdenes a la
Máquina y permite, conectando con la dirección
de la obra ajustar en rendimiento las operaciones
auxiliares como el ritmo de falsificación de dovelas, y el envío de las mismas a través del túnel ya
perforado, así como cualquier otra operación que
pueda considerarse crítica en la marcha de la
obra.
Estamos, pues, asistiendo al comienzo de la
era de la conquista del subsuelo, cuya utilización
para la implantación de los sistemas viarios ha venido siendo demandada por la escasez de suelo,
en el caso urbano o por la necesidad de salvar la
topografía y en ocasiones la climatología en el caso de las grandes vías que integran lo que ha venido en llamarse el sistema vertebrado de trasporte.
El sistema de cálculo es extraordinariamente
sencillo: conocidos los cosenos directores del tríedro de orientación respecto al del láser se obtiene
la matriz de transformación To, así como los componentes de los vectores Vi en función de las del
vector VI del láser que se conoce con las medidas
previas topográficas:
Vi = To V + VI
siendo V el vector que define el centro del triedro
del escudo perforador respecto al punto en donde
se ubica el láser. La matriz To puede referirse a
otro sistema de ejes mediante la aplicación:
T = To x Ti
siendo
Ti = sen q
cos o
0
cos o
sen q
0
0
0
1
y "q" el giro de los ojos de la pantalla respecto a
los de referencia dados por la plomada.
El número de puntos definidos será M siendo
18 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
M > 10. Los vectores columna Xj (j = 1,2,3) que
definen las coordenadas pueden agruparse en
forma matricial ( M) de orden MXj, puntos que corresponden al desarrollo circular de los sucesivos
anillos de excavación. Uno de estos puntos puede
ser elegido como el de referencia para la definición de la directriz del túnel que, a su vez, estará
relacionada con la trayectoria del eje de avance de
la máquina.
Suele añadirse un paso más consistente en
cambiar el triedro de referencia mediante una matriz T2 de transformación. Teniendo en cuenta esta matriz, así como el vector V que recoge las medidas de longitud de los hidráulicos K=1,2,3,4;
resulta la siguiente expresión matricial para la definición de los puntos a los que tiene que llegar el
escudo perforador en cada avance "infinitesimal"
referido a unos ejes de referencia
(X) = (To) x (T1) [(T2) (M)+ (V) + (To)(V)+(V1)]
8. INSTRUMENTACION
La técnica de la instrumentación de los túneles
se enmarca dentro del concepto general de vigilancia y control de las obras. Se trata de recoger la
máxima información posible respecto al análisis
del estado tenso-deformacional del suelo y de los
elementos estructurales, siguiendo su evolución a
lo largo de la obra.
En cuanto al terreno, se trata de medir asientos y movimientos horizontales mediante técnicas
topográficas realizadas en superf icie, nivelaciones
de precisión, taquimetría y triangulación.
Previamente a la construcción del túnel, mediante
sondeos se realiza la caracterización geotécnica
del terreno así como el cálculo de los movimientos
ve rt icales con ayuda de extensómetros sencillos o
múltiples, mecánicos o eléctricos. Los movimientos horizontales se determinan mediante inclinómetros ópticos o electrónicos.
Durante la obra se medirá, asimismo las tensiones debidas a los empujes de tierras y las ten-
siones en el hormigón mediante células de presión hidráulicas o de cuerda vibrante, determinando deformaciones con extensómetros , y otros movimientos mediante nivelación , así como medidas
de sonidos y vibraciones en relación a la calidad
medio-ambiental.
Todos los resultados recogidos son tratados en
gabinete y mediante la gestión del banco de datos es posible emitir informes periódicos sobre el
compo rtamiento del sistema túnel -terreno para
poder controlar los resultados previstos o adoptar
las correspondientes medidas corretoras.
9. RED DE TRANSPORTE
Las nuevas redes de transporte, con las exigencias técnicas que impone su trazado, suponen con
vistas al año 2000, un considerable aumento en el
número e importancia de los túneles. Mientras
que hasta 1970 la estruct ura de repa rto de los túneles según la finalidad aportaba un 76% para
obras hidráulicas, un 16 % para túneles ferroviarios (incluyendo metropolitanos ) y un 8% para túneles carreteros, veinte años después estos porcentajes van cambiando a favor de los túneles de
carretera y previsible que para año 2000 la proporción de túneles para el transporte alcance el
40% en relación a la longitud total acumulada de
túneles. Sin embargo en relación al volumen de
tierras o rocas movidas, estos túneles representarán un porcentaje del 80% (ya suponían el 59%
en el total mundial en 1970). Según ASCE, el reparto según el tipo de roca atravesada puede estimarse así:
- Suelosyrocasblandas
o muy fracturadas
26%
- Roca medianamente dura
46%
- Roca dura
28%
En relación a los proyectos en marcha y a posibles planeamientos de transpo rte a corto plazo, la
proporción de túneles prevista para la última década del presente siglo es la siguiente:
_
_-
CAP .4. - INFRAESTRCUTURA, TRANSPORTE, SERVICIOS
- Ferrocarriles
10%
- Metros
7%
- Túneles carreteros urbanos
o semiurbanos
8%
- Túneles carreteros interurbanos
25%
- Galerías hidráulicas
50%
Se estima para el caso español un sesgo en el
ferrocarril por la singularidad de las obras del
TAV.
Los túneles de carretera presentan la peculiar
característica de ser obras de gran sección.
En el cuadro adjunto puede verse el diferente
peso que supone , en cuanto al coste de la obra,
los diversos trabajos de ejecución de los túneles
según se trate de túneles carreteros , de metro, o
de ferrocarril.
10. TRANSPORTE
URBANOS
Y
SERVICIOS
Como consecuencia de los procesos de crecimiento de las ciudades y del parque automovilístico, este último explosivo en los últimos años, se
ha desarrollado una concienciación popular sobre
el beneficio que supone a la comunidad el uso
preferente del espacio subterráneo en los proyectos de transpo rte y se rv icios dentro del entorno
urbano .
Así mismo, las ordenanzas y disposiciones municipales de algunas grandes ciudades han incorporado esta necesidad de instalación de se rvicios
en el subsuelo imponiendo por ejemplo, la obligatoriedad de construir un número mínimo de plazas de garaje subterráneas en función del número
de viviendas proyectadas en edificios de nueva
construcción . Iniciativas como el P.A.R. (Plan de
19
Aparcamientos para Residentes) en Madrid muestran claramente como la necesidad de espacio en
las ciudades se resuelve de una manera efectiva
con instalaciones subterráneas.
Como veremos más adelante , las condiciones
geológicas debajo de las ciudades no siempre son
las más adecuadas desde el punto de vista constructivo y sólo gracias al gran desarrollo tecnológico que se está produciendo en los últimos años
de manera constante, algunos proyectos pueden
ser llevados a cabo . Otros proyectos, sin embargo,
han tenido que ser abandonados por razonas diferentes a las estrictamente técnicas (político - sociales generalmente).
10.1. Ferrocarriles metropolitanos
subterráneos
España cuenta con dos Metros en explotación:
el de Madrid inaugurado en 1919 y el de
Barcelona, inaugurado en 1924 . En construcción
se encuentran los dos de Valencia y Bilbao, mientras que el de Sevilla se encuentra en la actualidad
con las obras paralizadas.
Los casi 200 km. de túneles de metro existentes suponen un volumen de 15 millones de m3 de
espacio subterráneo, lo que coloca a este uso en
el tercer lugar en cuanto a volumen excavado, detrás de los aparcamientos subterráneos (más de
35 millones de m3 ) y de las galerías de saneamientos visitables (20 millones de m3).
El ritmo de construcción no ha sido constante
a lo largo de la historia del Metro desde que en
1917 se comenzó el de Madrid , pero se estima
que entre 1917 y 1981 la media fue de 2,75 km
de túnel al año (ITGE, 1986)
El trazado y la profundidad de una red de
transpo rtes subterráneos son controlados principalmente por las necesidades de transpo rte y por
las limitaciones existentes en superficie o inmediatamente por debajo de ésta . Además, el diseño
del trazado debe incluir también la ubicación de
cocheras, almacenes, centrales eléctricas, etc.
20 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
zado por encima del nivel freático, no habiendo
especiales problemas constructivos.
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Los problemas, tanto para el metro de Sevilla
como para el de Valencia, surgen cuando las excavaciones cortan niveles freáticos o afectan a estratos de alta permeabilidad no previstos en el
proyecto de construcción, o porque la respuesta
de los materiales afectados no cumple las de varios centímetros que provocaron la paralización de
las obras.
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Figura 7.Espacio subterráneo utilizado para usos urbanos e
industriales en España (nGE, 1986).
En los sistemas de transporte subterráneo se
utilizan dos tipos de túnel. El primero, muy próximo a la superficie, está limitado a los trazados a lo
largo de las calles y de los espacios abiertos. Se
construye por el sistema "a cielo abierto" (como
en los casos de Valencia y Sevilla), normalmente
mediante pantallas continuas, excavándose posteriormente el espacio entre las pantallas para construir el túnel en su interior y volver a rellenar una
vez terminado el túnel. El segundo tipo de túnel
se perfora a través del terreno, por lo que se puede llegar a mayor profundidad, en casos en los
que la traza del ferrocarril subterráneo deba salvar
obstáculos como la cimentación de los edificios,
ríos o también otras líneas metropolitanas .
Para la construcción de túneles profundos, el
método más utilizado consiste en excavar pozos
verticales hasta la profundidad deseada, situados
a ciertos intervalos a lo largo del trazado, para
luego unirlos en profundidad.
Estos pozos, además de constituir los accesos a
la zona de trabajo del personal, equipos y materiales, constituyen la vía de extracción de los es-
combros de la excavación. Los túneles, que antiguamente se excavaban con ayuda de
herramientas manuales, se realizan actualmente
con modernos equipos de excavación y sostenissc
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En las construcciones a cielo abierto se ejecutan las pantallas de manera que penetren en un
estrato impermeable para conseguir el aislamiento
necesario. En el caso del Metro de Sevilla, este estrato lo constituyen las llamadas "margas azules"
(Oteo et. al., 1988), yacentes bajo el aluvial del
Guadalquivir a una profundidad variable entre 10
y 20 m. En Valencia, las excavaciones se han real¡-
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Construcción por secciones en Metros Españoles.
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CAP.4. - INFRAESTRCUTURA, TRANSPORTE, SERVICIOS
miento, fundamentalmente escudos excavadores
y entibadoras mecánicas deslizantes. Cuando no
se emplean métodos mecanizados de avance, las
excavaciones se realizan en varias fases . Algunos
ejemplos pueden verse en la figura 8 , confeccio nada con datos de Pérez Galdós .
10.2. Aparcamientos y pasos inferiores
Dado que la presencia del automóvil es cada
vez mayor en nuestra sociedad y que es en el ámbito urbano donde se desarrolla la mayor pa rte de
las actividades humanas, es inevitable la existencia
de problemas de tráfico (congestión , contaminación, inseguridad , etc) en casi todas las grandes
ciudades del país. En España , desde los años 60,
el aumento del parque de vehículos y el desarrol lo
urbanístico de la capital y otras ciudades importantes se han acelerado de manera notable, siendo estos procesos causa directa de los agudos
problemas de circulación y aparcamiento actuales.
El primero de los problemas descritos, la congestión circulatoria en las calles y accesos a las
ciudades, puede ser tratado desde el punto de vista de la planificación urbanística mediante el diseño de estructuras e infraestructuras que aumenten la capacidad viaria en determinados puntos
clave de la red (cruces de avenidas importante, salidas y entradas de carreteras y autopistas, etc).
Los pasos subterráneos han ido imponiéndose
a los elevados enllos últimos años por razones evidentes de diseño urbanístico . Sin embargo , no
siempre es posible optar por esta solución, ya que
en ocasiones la ocupación intensiva del espacio
subterráneo supe rficial en el emplazamiento hace
inviable el paso subterráneo y debe realizarse uno
elevado o aéreo (por ejemplo , en la Glorieta de
21
como el sistema viario subterráneo de AZCA y el
túnel de paso de la Estación de Chamartín.
los sistemas constructivos son, por lo general,
de excavación a cielo abierto previa instalación de
pantallas de hormigón moldeadas in situ o con pilotes encepados en caso de que se prevean problemas de convergencias . Posteriormente se emplazan las estructuras superiores y se reponen los
servicios afectados.
En cuanto a los aparcamientos subterráneos,
resulta difícil hacer una estimación del número total existente. Se supone que en 1986 existía en
España un total de 35 millones de m3 excavados
para este uso (ITGE, 1986). Esta cifra constituye la
más alta de las correspondiente a usos industriales y urbanos en España ; así mismo, el ritmo de
construcción anual también es el más elevado, situándose en torno a 3,5 millones de m3 en ese
mismo año.
La mayor pa rte de los aparcamientos privados
se realizan actualmente en edificios de nueva
construcción , de forma simultánea a la excavación
de los cimientos de las estructuras , contemplándose su construcción desde las primeras fases del
proyecto.
La construcción de aparcamientos subterráneos públicos, en plazas y grandes avenidas, se realiza en general por excavación a cielo abierto y por
pantallas moldeadas in situ, siendo necesario los
agotamientos en la mayor pa rte de los casos. Los
problemas constructivos con similares a los de los
Metros de los edificios colindantes por asientos o
subsidencia del terreno, debido a la superficialidad de estas excavaciones (4 a 15 m).
Cuatro Caminos en Madrid).
10.3 Servicios de utilidad pública
En los últimos meses, en Madrid se han construido tres grandes pasos subterráneos en los accesos de las autopistas de la Coruña ( N-VI),
Barcelona ( N-II) y Burgos ( N-I), que vienen a sumarse a los existentes en el interior de la capital ,
Inmediatamente por debajo de la supe rf icie de
ciudades existen multitud de conducciones, tuberías, pozos, etc que constituyen sistemas fundamentales para los servicios de utilidad pública como agua , alcantarillado , electricidad, gas y
22 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
teléfono . Cada servicio público tienen una serie
de especificaciones técnicas que le asignan una
posición relativa en profundidad (ver figura 9). El
alcantarillado y las tuberías de excavación de agua
de lluvia se colocan más profundos y aproximadamente en el Centro de la calle, más cerca de la superficie , y a los lados de la calle están las tuberías
de agua y del gas, mientras que a unos sesenta
centímetros por debajo del nivel de la calle corren
los cables eléctricos y telefónicos. Sin embargo, es
raro que una nueva calle pueda conformarse
completamente a este plano ideal, ya que la mayor parte de los sistemas subterráneos han crecido
poco a poco y en el transcurso de muchos años.
con agua proveniente de embalses situados en las
cuencas altas de los ríos, desde los cuales parten
grandes canales que confluyen en uno principal
que penetra en la ciudad por el Norte. Los tramos
subterráneos de estas conducciones son numerosos, si bien es la entrada de la ciudad donde se
evidencia la importancia de este uso subterráneo.
10.3.1 . Distribución de agua
Un segundo sistema que suele estar combinado con el sistema de alcantarillado es la red de
drenaje de las aguas fluviales . Estas tuberías pueden ser hasta diez veces mayores que las del alcantarillado y suelen estar colocadas por debajo
de todos los demás servicios. Muchas de las viejas
tuberías de aguas pluviales se hacían de ladrillo,
pero ahora suelen hacerse de hormigón.
Una de las principales exigencias en cualquier
ciudad es la construcción y el mantenimiento de
un sistema de distribución de agua . El agua se
transpo rta dentro de la ciudad a través de tuberías y túneles que, en muchos casos se encuentran
a cien metros de profundidad o más. Para mante ner un caudal constante, las conducciones se colocan , cuando es posible , con cierta pendiente o
desnivel; si en algún punto no se puede tener sufíciente desnivel, tiene que bombearse el agua .
En el caso de Madrid , la ciudad es abastecida
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Gas
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Agua
o alto presido
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vapor
10.3.2. Redes de saneamiento
Las galerías visitables de saneamientos son
muy numerosas bajo las ciudades. Teniendo en
cuanta que la altura media es de 1 , 75 m y que
hay aproximadamente 1.300 km por cada millón
de habitantes en el caso de Madrid (Cristóbal
Sánchez, 1981), extrapolando este valor para la
población urbano española, se obtiene un volumen subterráneo visitable de unos 18,6 millones
de m3 (ITGE, 1987). Esta cifra coloca este uso del
espacio subterráneo en nuestro país en segundo
lugar, tras los aparcamientos subterráneos (ver figura 7). Por kilometraje , actualmente debe haber
en España más de 30 .000 km, por lo cual hace de
este uso el de mayor desarrollo longitudinal, por
delante in cl uso de la Minería (ITGE, 1986).
10.3.3. Otros servicios
de aguo:
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figura 9.- Disposición típica de los servicio (Macaulay, 1986)
--
--
La descarga de aguas residuales de las ciudades se realiza a través del sistemas de alcantarillado, cuya red conecta con los grandes colectores
que conducen estas aguas a las instalaciones de
tratamiento y a los puntos de vert ido.
O Alcantarillado
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--
En este apa rtado se incluyen las conducciones
de electricidad, teléfono y gas . Aun q ue p or volumen de espacio subterráneo ocupado no suponen
unos usos destacables , la importancia que revisten
_
CAP.4. - INFRAESTRCUTURA, TRANSPORTE, SERVICIOS
para el funcionamiento de las ciudades hace que
sea necesario mencionarlos en este capítulo.
los conductos de estos servicios son los más
supe rf iciales que encontramos bajo la superf icie
de las calles . Además de los tubos de conducción,
23
constan de una serie de pozos o arquetas distribuidos a lo largo del trazado que sirven para albergar los aparatos de control y gestión de los parámetros de la red ( p.e. presión en los
gaseoductos ), transformadores eléctricos , etc., así
como para reparaciones y mantenimiento.
6.- INYECCION DE RESIDUOS
INDICE DEL CAPITULO 6
INYECCION DE RESIDUOS
1. INTRODUCC ION
2. EL PROBLEMA DE LOS RESIDUOS
3. PROYECTO DE EVACUACION DE RESIDUOS POR INYECCION
3.1. Elección de la roca almacén
3.2. Estudio de la estructura
3.3. Hidrología
3.4. Elección del emplazamiento
4. FASE DE EJECUCION
4.1. Ejecución del sondeo de ensayo
4.2. Incidencias
4.3. Perforación de nuevos sondeos
4.4. Resultados
5. REACCIONES DE LA INYECCION PROFUNDA CON EL MEDIO
5.1. Reacciones con la roca almacén
5.2. Reacciones con el acuífero
5.3. Posibilidades de contaminación por dilución
5.4. Volumen de la inyección
6. BIBLIOGRAFIA
CAPITULO 6
INYECCION DE RESIDUOS
1. INTRODUCCION
La inyección en el subsuelo es una de las soluciones más aceptables que se han propuesto para
la eliminación de residuos líquidos y su potencial
contaminante. Esta técnica muestra como el espacio subterráneo puede servir como receptor final
de aquellos líquidos contaminantes procedentes
de procesos industriales o de origen urbano cuya
eliminación actualmente plantea serios problemas
medioambientales.
Es necesario señalar que, ni todos los residuos
líquidos son inyectables en cualquier ubicación ni
-
todas las formaciones geológicas son aptas para
recibirlos. Así, cualquier proyecto de inyección de-
be tener en cuenta dos conceptos importantes (ITGE, 1989)
•Inyectividad: relaciona la aptitud del soporte geológico para recibir el residuo
•inyectabilidad: comportamiento y compatibilidad del residuo con la roca almacén
La inyección de residuos sólo puede realizarse,
por razones obvias, en formaciones permeables
profundas que permanezcan aisladas de los acuíferos superficiales que puedan ser considerados
como recurso actualmente o en el futuro. Se pueden sintetizar en cuatro las condiciones que deben reunir los emplazamientos para constituir un
buen almacenamiento de residuos:
*Confinamiento y aislamiento
*Características hidrodinámicas adecuadas que permitan la inyección del residuo con garantías de estanqueidad
»Las características hidráulicas y estructurales de la formación no deben sufrir cambios significativos como consecuencia de la inyección
*la inyección del residuo no debe comprometer otros recursos actuales o futuros
Por otra parte, los residuos líquidos a inyectar
deben ser tratados previamente de manera que se
favorezcan las condiciones de inyectabilidad, corrigiéndose aquellas características desfavorables
para su inyección.
A continuación se va a describir uno de los
proyectos de inyección de residuos más importantes de los realizados hasta hoy en España.
Desde el año 1965 en que se perforó el primer
sondeo de evacuación de resíduos en Potasas de
Navarra, S.A. P.D.N., han pasado muchos años,
durante los cuales ha desaparecido la Empresa,
que ha dado paso a Potasas de Subiza, S.A., la
Jefatura de Minas de Pamplona se ha segregado
de la de San Sebastián y posteriormente sus funciones se han transferido al Gobierno de Navarra
y han sucedido tantas vicisitudes que hoy es difícil
reunir la información relativa a los sondeos, tanto
de proyectos de ubicación, como datos de perforación, experiencias de su explotación, etc.
6 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
Los tres centros en los que se puede conseguir
información son las Empresas de Potasas de
Navarra, S.A. que encargó la perforación de unos
sondeos y que, posteriormente, llevó a cabo su explotación y control; Ibérica de Sondeos que llevó a
cabo la perforación de todos ellos y la recuperación del primero con motivo de su obstrucción, y
la Dirección de Industria del Gobierno de Navarra,
que posee el archivo de la Jefatura de Minas de
Guipuzcoa, Alava y Navarra, en lo referente a esta
última Comunidad.
2. EL PROBLEMA DE LOS RESIDUOS
En el siguiente cuadro puede observarse los
sistemas de gestión y eliminación de residuos que
actualmente se utilizan en función del tipo de residuo producido. Los residuos líquidos tienen tres
destinos: Almacenamiento y reutilización, vertido
en ríos y lagos o en océanos y la inyección en
acuíferos profundos.
En España, la inyección de residuos en el subsuelo se encuentra regulada por diferentes leyes,
que limitan los diferentes aspectos del proceso.
las tres principales son:
En este capítulo solamente se pretende dar una
información técnica del almacenamiento de los residuos, lo más aproximada a la realidad que se
pueda, dada la falta de datos exactos. Una información más completa sería de enorme interés, ya
que ésta fue la primera experiencia realizada en
España sobre esta técnica y, por tanto, podría
aprovecharse mejor el caudal de datos proporcionados tanto por su perforación como por su explotación, para la realización de proyectos de este
•Ley de Minas (1973) y Reglamento
General para el Régimen de La Minería (1978).
Estos textos regulan el régimen de exploración, investigación y concesión de explotación de estructuras subterráneas. Estas estructuras están clasificadas como un recurso minero de la clase B.
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Figura 1.- Cuadro de gestión y eliminación de /os residuos en la actualidad
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CAP.6. - INYECCION DE RESIDUOS
7
•Ley de Aguas (1985) y
Reglamento del Dominio Público
Hidráulico (1986). Regulan la protección del dominio público hidráulico frente a todo tipo de vertidos.
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*Ley Básica de Residuos
Tóxicos y Peligrosos (1986) y
Reglamento para su Ejecución
(1988). Establecen el régimen jurídico que regula la producción y
gestión de Residuos Tóxicos y
Peligrosos. Entre los métodos de
eliminación, contempla la evacuación en el subsuelo.
La eliminación de residuos en
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En la planta de concentración
de silvinita de Potasas de Navarra
se producían dos tipos de residuos.
Por un lado, residuos sólidos procedentes del desquistado y de la
separación de la silvinita y halita, y
por otro las salmueras de la planta
y las que originan las aguas de lluvia por disolución de las sales de
las escombreras.
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Figura 2.- Mapa de situación de las instalaciones de Po tasas de Navarra.
8 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
Tanto los Iodos de desquistado, ya decantados, como la halita del rechazo de la planta de
flotación, se llevaban a las escombreras . Las salmueras saturadas en CIK, utilizadas en el proceso
de flotación, cuando dejaban de ser útiles, se vertían en las balsas de Beriain y Salinas, juntamente
con las procedentes del agua de lluvia cargada de
sales que se recogía al pie de las escombreras de
sal. Como la capacidad de las balsas era limitada,
P.D.N. había preparado, desde el comienzo de la
perforado el sondeo Pamplona Sur, en Zabalegui,
terminado en 1962, que proporcionó una información valiosa, que completaba la geología de
superficie de la Cuenca de Pamplona y de la Sierra
de Alaiz. Se disponía también de algunos perfiles
de sísmica de petróleos, además de las prospecciones geofísicas realizadas por la Empresa que
estaban enfocadas al conocimiento de estructuras
poco profundas.
explotación, un anteproyecto de un saleoducto
que debía conducir las salmueras hasta el mar, ya
que era impensable verterlas en un río. Se pensaba haber utilizado, en parte, el trazado del ferrocarril del Plazaola, lo que permitiría ganar tiempo
No se tuvieron en cuenta, en cambio, los sondeos del diapiro de Iza, por no ser representativos
al encontarse junto a un diapiro, activo desde el
Albense, y en el borde exterior de la plataforma
carbonatada eocena.
--
--
y ahorrar bastante obra. La inversión necesaria se
había estimado en unos 300 millones de pesetas.
3.1. Elección de la roca almacén
El proyecto y su ejecución se habían ido demorando y llegó un momento en que se previó que
en un plazo bastante corto se iba a agotar la capacidad de las balsas, sin que diera tiempo a la
construcción del saleoducto.
Hay que tener en cuenta la naturaleza de los
residuos a almacenar . Se trataba de salmueras
con una densidad de 1,1 a 1,15, que en caso de
que la roca contuviera agua dulce tendería a desplazarla hacia arriba y a sedimentarse en las zonas
profundas.
3. PROYECTO DE EVACUACION DE
RESIDUOS POR INYECCION
En esta situación de emergencia P.D.N. se decidió a realizar un estudio sobre la posibilidad de
almacenamiento de aguas clarificadas en el sub-
Había que tener en cuenta las posibles reacciones de las salmueras con la roca almacén. No se
preveía que pudieran dar lugar a reacciones con
producción de gases que pudieran emulsionar las
salmueras disminuyendo su densidad. Tampoco
era pensable una reacción que tendiera a taponar
suelo, para alargar la vida de las balsas y dar tiempo para la instalación del vaso de Zolina o la solución definitiva del saleoducto.
los poros dificultando la inyección. En caso de roca almacén caliza o con cemento calizo era probable que se produjera una dolomitización, dado su
Para este proyecto había de disponerse de datos del subsuelo en un área limitada, por razones
económicas, a los alrededores de la planta de
concentración en un radio de 10 ó 15 km.
El estudio habría que extenderlo a toda la zona
que pudiera teóricamente ser afectada por la inyección, para prever los puntos de control necesarios para asegurarse de la no contaminación de
acuíferos que fueran económicamente explotables. Afortunadamente, unos años antes, se había
alto contenido en cloruro magnésico, que originaría, por el contrario, una porosidad secundaria. La
salmuera podía enriquecerse, en ese caso en cloruro cálcico, que no ofrecía mayor peligro que el
magnésico. Su bajo contenido en materia orgánica hacía innecesaria una esterilización para evitar
el taponamiento de los poros por acción bacteriana. Es decir, que cualquier roca con porosidad suficiente podría utilizarse.
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-
Respecto a los niveles que pudieran ofrecer
permeabilidad, de acuerdo con el sondeo de
CAP.6. - INYECCION DE RESIDUOS
Zabalegui y con los cortes de la Sierra de Alaiz,
eran, de abajo arriba, el Lias, el Santoniense superior el paquete calizo Paleoceno-Luteciense y las
areniscas del techo del Biarritziense.
El Lias no af lora más que al Oeste de la falla de
Estella, por lo que se podía considerar como un
almacén confinado, con las ventajas que ofrecen
estos, desde el punto de vista de seguridad, y con
los inconvenientes de tener que vencer con la presión de las bombas, no la presión hidrostática, sino la litostática, que a la profundidad a que se
podía encontrar (unos 1700 m en el anticlinal de
Zabalegui) lo hacía inviable, teniendo en cuenta
los volumenes a inyectar. Además su potencia era
limitada (unos 60 m) y su permeabilidad probablemente baja.
El Santoniense ofrecía un aspecto prometedor
en la sierra de Alaiz. Era un almacén aflorante únicamente en la sierra a cotas superiores a los 700
m, en una extensión muy limitada y que tenía, por
lo tanto, una recarga muy pequeña . En la sierra se
podía ver unicamente su papmuy abundante y parecían ofrecer posibilidades buenas. Sin embargo,
en el sondeo, se presentan mucho más margosas
y con poca permeabilidad.
El paquete carbonatado eoceno en la Sierra de
Alaiz cambia algo, según en qué zona se considere, con dolomías en la base, que pueden pasar a
facies garumnense, y calizas. Se le habían calcula do unos 300 m de potencia en la falda septentrional, que era la más próxima al yacimiento del
Perdón. Además, en algunas zonas, las dolomías
se apoyan directamente sobre los niveles más altos de calizas arenosas del Maastrichtiense, sin intercalaciones margosas, y estas eran también permeables en su parte alta, aunque más abajo
comenzaran a intercalarse niveles de arenas margosas impermeables.
En el sondeo de Zabalegui el paquete dió una
potencia de 500 m. Al atravesarlo hubo pérdidas
importantes de lodo. Además se tropezó con una
caverna importante. Este dato se prestaba a que
9
los no geólogos pensaran en un paquete lleno de
cuevas y grandes cavidades, lo que más adelante
tuvo un coste económico para P.D.N. El hueco no
parecía fuera debido a un paleokarst, ya que para
ello debiera haber estado por debajo del
Luteciense transgresivo, y, sin embargo, se encontró en los niveles altos. Era, por lo tanto, indicio
de una activa circulación de agua. Las calizas afloran ampliamente y, necesariamente, tienen una
recarga importante.
Relacionada con la falla de Estella, hay una falla con dirección NE que separa las calizas de la
Cuenca de Pamplona de las unidades de Urbasa y
Andía. Por esta razón existen los manantiales termales de Belascoain, Echauri e Ibero. Las calizas se
acuñan hacia el Norte, al cambiar a facies de talud, como se puede observar en Erice de Iza.
Forman el caparazón de la Sierra de Alaiz, en
la que la falta de barrancos en las margas de
Pamplona son indice de una infiltración importante . No se encuentran manantiales en los contactos
de estas calizas . En Yarnoz existe una cueva que,
cuana
Al sur, en el término de Unzué, se construyó
una presa sobre estas calizas y el agua se pierde
por ellas, de forma que se encuentra seca. Todo
indica que el nivel del agua se encuentra por debajo de los afloramientos de menor cota. Al tratarse de un almacén aflorante y la densidad de los
resíduos superior a la del agua , la inyección debía
realizarse en una cubeta, en la que no interfiriera
con el movimiento normal del agua dulce.
Por último quedan por considerar las areniscas
de Cizur y Tajonar. Aparecen en el sinclinal de
(zaga y en la Cuenca del Perdón. En aquél está
constituida esta unidad por lentejones que se van
relevando y tienen carácter turbidítico excepto en
el más occidental, que forma la Sierra de Tajonar,
de caracter litoral. Se relaciona este último con los
niveles detríticos de Ardanaz, pero es dificil de
asegurar que haya continuidad entre ellos.
10 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
En la Cuenca del Perdón se acuñan hacia el
Sur, y, aunque tienen una continuidad importante
desde Cizur hasta Belascoain, ofrecen pocas garantías de extenderse hacia el interior de la cuenca, que es donde podrían ofrecer algún interés.
Además, por la experiencia en los sondeos en las
areniscas de Galar, con facies similares, la permeabilidad hacia el interior de la cuenca, donde la
roca no está meteorizada y no se ha descalcificado puede disminuir muy notablemente.
3.2. Estudio de la estructura
Siendo un almacén aflorante y la densidad del
resíduo superior a la del agua, la estructura debe
formar una cubeta. El paquete calizo no forma
exactamente una cubeta, sino un amplio sinclinal
con eje ENE-OSO que se sumerge hacia el Oeste,
donde queda interrumpido por la falla de
Belascoain, que lo independiza de la unidad de
Andia-Sarvil que desagua, entre otros manatiales,
por los de Belascoain, Echauri e Ibero, alineados
sobre la falla, y, por el Sur, termina en el cabalgamiento de Alaiz, que continúa oculto en dirección
Oeste, hasta Puente la Reina.
Hay tres accidentes que afectan a esta amplia
estructura. Por su parte oriental, el anticlinal de
Zabalegui, que había sido perforado en busca de
hidrocarburos, tiene una dirección aproximada EO y desaparece por el Oeste a la altura de Noain,
lo divide en dos, en esta parte. El anticlinal continúa hacia el Este, originando el cabalgamiento de
Loiti, hasta Lumbier, donde es cabalgado, a su vez
por la Sierra de Leyre.
La continuidad hacia el Este es difícil de determinar en esta área compleja de cabalgamientos.
Más al Oeste, a la altura de Noain, el accidente &
Orcoyen, con dirección NO que origina el diapi-_:
laminar de Iza y afecta a la terminación oriental
de la Sierra de Aralar.
Por último, bajo la Sierra del Perdón, hay una
fosa comprendida entre las fallas de Esparza y de
Beriain, con saltos de unos 300 y 600 m respecti-
vamente, que van decreciendo paulatinamente
hacia el Oeste. La fosa está afectada por multitud
de fallas, más o menos paralelas, que dan la impresión de ser una estructura de colapso.
En el cabalgamiento de Alaiz-Puente la Reina,
existe una falla (la falla de Puente la Reina) en dirección E-0, que afecta también a la estructura,
En superficie no es importante, pero más al Oeste
afecta a los yesos de Undiano que quedan en
contacto con los niveles de areniscas de paleocanal de la falda meridional del Perdón, que aportan
agua a las anhidritas, convirtiéndolas en yesos,
con su correspondiente aumento en volumen,
que provoca su derrame sobre las areniscas e impide calcular el salto en esa zona.
--
--
--
_
3.3. Hidrología
La cubeta queda sellada por el Sur, en el área
de Alaiz-Puente la Reina , por el cabalgamiento,
envuelto por las margas de Pamplona, o por la falla de Puente la Reina, dependiendo de la importancia que esta tenga.
Por el Oeste, es la falla de Belascoain la que la
interrumpe, aunque hasta la realización del son-
--
--
deo de evacuación y comprobación de que el nivel estático en éste era inferior al de los manantiales, no se tenía certeza de que separaba dos
unidades.
Por el Norte, las calizas se acuñan, estando limitadas a la altura de Erice de Iza por cambio de
facies, que se continúa con dirección ESE entre las
sierras de Leyre e Ilión.
Por el SE las calizas afloran, formando el caparazón de la Sierra de Alaiz. De forma accidental
afloran también puntualmente en Orcoyes a causa del diapiro. La cuenca queda abierta unicamente por el Este, comunicando con la de Lumbier,
donde vuelve a aflorar.
El acuífero recibe unicamente recarga de la
Sierra de Alaiz, en esta zona, aunque más al Este
-.
CAP. 6. - INYECCION DE RESIDUOS
pueda recibir agua de las sierras o de los ríos Irati
y Salazar, en las foces. Llama la atención la falta
de manantiales en toda esta unidad tanto alrededor de Alaiz, como en la zona de Lumbier. El manantial de Tiermas es el único de cierta importan-
II
1965. Hasta los 200 m atravesó las margas de
llundain, cortando, a continuación, 102 m de la
formación detrítica de Cizur y atravesando las
margas de Pamplona hasta la profundidad de
1083 m, en que se alcanzaron las calizas.
cia en toda esta amplia zona.
3.4. Elección del emplazamiento
Se decidió realizar un sondeo de investigación
y ensayo para comprobar las condiciones de permeabilidad, profundidad del nivel piezométrico y
demás características de la perforación, para estudiar la viabilidad de la inyección.
El emplazamiento que resultaba más barato
Se entró en una zona fisurada a los 1177 m y
se continuó hasta los 1208 m en que dióse por finalizado. Se acidificó con 3.000 litros de clorhídrico. La cota del sondeo es de 440,60 m. El nivel
estático se encontraba a 125 m de profundidad,
pero, una vez efectuada la acidificación quedó a
165 m. Es decir, que antes de la acidificación la
cota del nivel estático era de 316 m y, posteriormente, quedó reducida a 275,60 m.
estaba sobre el anticlinal de Zalbalegui que, ade-
-
más, tendría fracturas de tensión. Sin embargo,
desde un punto de vista de seguridad, no parecía
el más idóneo. La presencia de cavernas apuntaba
hacia una importante circulación activa que, posiblemente, fuera turbulenta en algunas ocasiones,
lo que podría provocar una dilución de las salmueras, disminuyendo su densidad y facilitando
su extensión.
Aunque la profundidad del sondeo quedara
multiplicada por tres, con el aumento correspondiente de coste, se decidió perforarlo en la fosa
del Perdón, próximo a la falla de Salinas de
Pamplona, buscando un área de posible fracturación. Parecía lógico que, estando más alejada del
área de recarga, el agua del almacén fuera aquí
más estática, con lo que la zona de mezcla se reduciría.
Por otro lado, el aumento de inversión en la
perforación quedaría, en parte, compensado con
el menor costo de las instalaciones de exterior y
de mantenimiento en el futuro. Los gastos de
bombeo se reducirían al mínimo al encontrarse
junto a la planta de concentración.
4. FASE DE EJECUCION
4.1. Ejecución del sondeo de ensayo
El sondeo de ensayo se inició el 24 de Junio de
Estos resultados permitireon comprobar el aislamiento de este acuífero con respecto a la unidad de Andía-Salvil, ya que las cotas de los manantiales de Belascoain, Echauri e Ibero son
respectivamente de 370,0; 387,23 y 385,07
(94,40; 111,63 y 109,47 m por encima del nivel
del sondeo).
No habría tampoco peligro de contaminación
a través del nivel de areniscas de Cizur, ya que el
sondeo iba entubado y cementado hasta las calizas. Además no se había cortado ningún nivel
permeable por encima de las calizas, de forma
que, en caso de que se destruyera por efecto de
la corrosión alguna sección del tubo, su único
efecto podía ser el que la presión de las margas
cerrara el sondeo.
la litología del sondeo puede servir como modelo de la encontrada en los demás sondeos perforados con este objeto, dada el área reducida en
que se encuentran ubicados, por lo que se detalla
en la Tabla I.
Se entubó el pozo hasta los 1.053 m con tubería roscada de 7", J-55 de 13 lbs/pie, cementándola. Los últimos 150 m se dejaron desnudos, con
diámetro de 6 1/4".
Se bombeó agua del río, manteniendo la in-
12 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUSTERRANEO EN ESPAÑA
Tabla 1
SONDEO NUMERO 1
LITOLOGIA
Tierra vegetal
Marga gris
Arcilla gris
Marga con intercalaciones de arenisca
Arenisca con marga y yeso
Margas con arenisca
Margas grises
Calizas con nivelitos de yeso
Margas grises
Margas grises con intercalaciones de areniscas
Margas
Margas
Margas
Margas
Margas
Caliza
grises
grises con nivelitos de caliza
grises
grises con intercalaciones de yesos
grises
Margas grises
Margas grises con algo de yeso
Margocalizas
Calizas
yección en 70 I/s durante varios días sin que varia-
-
ESPESOR
2,0 m
182,0 m
52,0 m
30,0 m
13,0 m
9,0 m
4,0 m
4,0 m
2,0 m
40,0 m
153,0
22,0
396,0
35,0
36,0
2,0
16,0
10,0
3,5
195,5
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
PROFUNDIDAD
2,0 m
184,0 m
236,0 m
266,0 m
279,0 m
288,0 m
292,0 m
296,0 m
298,0 m
338,0 m
491,0
513,0
909,0
944,0
980,0
982,0
m
m
m
m
m
m
998,0
1.008,0
1.011,5
1.023,0
m
m
m
m
-
_
descenso del nivel estático, que quedó a 11 m de
ra apenas el nivel. A la vista de los resultados se
la boca. El pozo quedó entubado con revestimien-
solició la puesta en marcha, poniéndolo en servicio a mediados de septiembre de 1965.
to de 7" hasta los 145 m.
--
En septiembre de 1967, se cierra la boca para
evitar que caigan objetos extraños y sólamente se
abre para la toma de muestras.
_
El 22 de noviembre se inició la perforación de
un sondeo para llevar el control de la contaminación en el término de Guerendiain, en la falda
septentrional de la Sierra de Alaiz, en la que se
encontraban los afloramientos más próximos de
la roca almacén. La boca estaba situada en la cota
509,9 m.
Se atravesaron las margas grises hasta los 131
m en que se alcanzaron los primeros bancos calizos de los niveles de transición. Las pérdidas se
iniciaron a los 148 m, perdiéndose totalmente la
inyección a los 165,5 m. El nivel estático quedó a
27 m de la boca. Se continuó la perforación hasta
los 200 m de profundidad, notándose un fuerte
4.2. Incidencias
Por haber inyectado aguas sin clarificar se obturó el sondeo de inyección en 1967. El mes de
abril hubo que reperforarlo desde los 1110 m y,
tras una serie de inyecciones de CIH se consiguió
recuperar hasta los 42 I/s.
A primeros de 1970 se volvió a obturar, esta
vez por caída de una manguera eléctrica de medición del nivel de agua y, en marzo de 1971 se
consiguió romper el tapón formado. Tras una
--
--
CAP. 6. - INYECCION DE RESIDUOS
-
13
nueva inyección de ácido se recuperó hasta los
56Vseg.
cámara, la existencia de otra rotura a los 205 m
con el casing astillado en unos dos metros.
4.3. Perforación de nuevos sondeos
Se entubó interiormente hasta los 244,6 m
con casing de acero de 6 5/8" J-55. Empalmadas
las conducciones de aguas magnesianas, se hace
un nuevo ensayo y se alcanzan los 70 I/s.
Las averías de 1967 dejaron clara la necesidad
de disponer de otro sondeo que permitiera no in-
terrumpir la inyección en caso de obturación de
un sondeo. Se inició la perforación del Sondeo 2
en el mes de mayo de 1967. Se ubicó en la vecindad de la falla de Salinas de Pamplona, para aprovechar la teórica red de fracturas originada por ésta. Se alcanzaron las calizas a los 1056 m de
profundidad, entubando y continuando la perforación con 6 1/4". A los 1174,4 m se atravesó la
falla, entrando en las areniscas del
Maastrichtiense. Se recuperó la tubería y se taponó con cemento.
La explotación de la carnalita va a producir un
volumen muy importante de lejías magnesianas,
por lo que era necesario prever una capacidad de
tierra
mareo
do
v.gK.i
02
gris
'44
Arcill e gris
234
El Sondeo 3 se inició en septiembre de 1967 ,
una vez terminadas las operaciones del sondeo
anterior. Atravesó 938 m de recubrimiento, alcanzando las calizas con pérdida total de lodo. Se entubó con casing especial de fibra EPOCH, que era
resistente a la corrosión, recuperado del sondeo
anterior. Se continuó en calizas con 6 1/4r" dando
por terminado el sondeo a los 980 m de profundidad. Tras una acidificación se dejó el sondeo preparado, en reserva.
i4rg & con intercalaciones de arenisca
2aa
271
Arenisca e.n sorgo Y Yeso
vergas
con arenisca
Margas grises
calisa con Yesos
�'.w(.: w;
292
292
Margas grises
Mera rre grises
cm
int .reeleciones
de a eniscas
33.
- -
Margas grises
49$
-- glb
Margas grises con nivelitos de areniscas
En febrero de 1969 se hicieron pruebas con
agua del río Elorz, con las bombas del Servicio de
Incendios de la Excma. Diputación Foral de
Navarra. Se inyectaron, sin la menor dificultad, 70
Vs, que era la capacidad de las bombas.
"-"
Margas grises
,
Margas grises
can Intercalaciones
de
yesos
g
Margas grises
En enero de 1970 se comienzan a tender las
tuberías desde la planta de concentración y, en el
mes de junio, se inicia la inyección, ante la avería
del Sondeo 1. Apenas diez meses más tarde sufrió
una obturación y se encontró un tapón a los 178
m de profundidad, sospechándose fuera debida a
una rotura del casing. En mayo de 1971, con un
aparato de televisión portátil de Obras Públicas, se
detectó la rotura del caíastillado. Se consiguió pasar con el varillaje el tapón y se comprobó, con la
tal¡»
wró gritos
iwro�."as`
con
al go de yeso
t2g
figura 3.- Columnas del sondeo número 1
---
14 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
evacuación de residuos que asegurara la buena
marcha de la planta de concentración. Sería necesario contar con la balsa de residuos de Zolina y
con un nuevo sondeo. En junio de 1971 se inicia
el cuarto.
Se alcanzaron los niveles de transición a los
925 m y a los 960 las calizas, disminuyéndose el
diámetro a 8 1/2". Se sufrió un agarre de la maniobra a los 1128 m y, cuando se consiguió desenganchar, se agarró el tricono a los 477 m.
Encontrándose el pozo desnudo, en margas, en
malas condiciones y difícil de recuperar, resultaba
más conveniente darlo por perdido y realizar uno
nuevo, que proceder a su desvío, por lo que se cementó y se trasladó la máquina a un nuevo emplazamiento, para iniciar el quinto sondeo.
Este se situó a unos 200 m del 1. Como en el
anterior, se inició con 24" para poder perforar las
calizas con 8 1/2", para asegurar mayor capacidad de evacuación que con los 6 1/4" que se había utilizado en los tres primeros sondeos. La sección atravesada fue practicamente la misma de los
m
demás sondeos. Unicamente cabe señalar la presencia, tanto en este sondeo como en el anterior,
de niveles de sepiolita entre los 560 y 570 m. Se
alcanzaron las calizas a 1069,5 m y, a partir de los
1130 m se perdió totalmente el retorno, alcanzando hasta los 1160 m. Se entubó con casing especial EPOCH de fibra y se acidificó.
El 14 de febrero de 1972 se realizaron las
pruebas de admisión bombeando agua del río
Elorz, mientras se mantenía a tope la ineincendios
de la Exma. Diputación Foral de Navarra.
Iniciada la prueba se pudo comprobar que,
con la disposición de las mangueras, el agua
arrastraba cantidades importantes de aire que
producía borbotones. Se construyó una cabeza de
inyección con toberas inclinadas para forzar la
producción de un remolino, con sentido de giro
antihorario, y se pudo comprobar que la admisión
se duplicaba, alcanzando un régimen de 150 Vs.
Se montaron depósitos de expansión, tanto en
este sondeo como en el 3, para evitar la entrada
I NYECC I ON ANUAL
4000000
años
--
--
_
_
_
1868 a 1985
3000000
2000000
1000000
0
890 1 234567890 12 345
INYECCION TOTAL ANUAL,
INYECC%ON EN LOS SONDEOS 1.3,5 y S.
Figura 4.- Inyección anual entre bs años 1968 a 1985
años
-
CAP.6. - INYECCION DE RESIDUOS
de aire con la inyección y se colocó una válvula en
la boca de cada uno. Con esta medida se :::rocuraba mejorar el rendimiento y evitar las vibraciones
producidas por el borboteo, a las que se achacó la
rotura del casing del sondeo 3.
_
En febrero de 1974, el sondeo 5 sufrió una
avería semejante a la del año 1971 del sondeo 3,
con rotura del casing EPOCH. Hubo que entubar
hasta los 300 m con casing de acero de 8 5/8".
Terminada la operación con una acidificación, se
realizaron pruebas de admisión con 85 1/s., que
es los que podían dar las bombas del dique.
En diciembre de 1975 es el sondeo 3 el que
vuelve a romperse por debajo del casing de acero.
Entre los 474 y 487 m se produce un tapón que,
aunque se reperfora, se vuelve a cerrar y, como
no se puede entubar sin disminuir el diámetro
desde la boca, además de tener que proteger todo el casing EPOCH si se quiere evitar otro taponamiento, se decide abandonar el sondeo y perforar otro a 20 m de distancia.
El 18 de diciembre se inició la perforación del
nuevo sondeo, el 6, que alcanzó las calizas a los
972.5 m con pérdida total de lodo desde los
973.5 m. Se llegó hasta los 1014 metros de profundidad. Las calizas se perforaron con 6 1/4" y
está entubado hasta los 969 m con casing de acero de 7" J-55. La cementación la efectuó HALLIBURTON con 16600 litros de lechada, con densidad 1.75 y se acidificó con 10000 litros de CIH al
50%.
15
Si02
9,6 ppm
Materia orgánica
5,4 ppm
Las intermitencias dan un valor medio de 2.5 s.
manando y de 8 s. de descanso. El caudal es de 8
litros cada 3 segundos (unos 2.7 I/s). Una vez hechas estas comprobaciones se cierra el Sondeo 3.
4.4. Resultados
El volumen de salmuera inyectado hasta año
1985 inclusive es de 34.662.600 m3 y se resume
en la tabla 1. Se puede observar el aumento producido desde fines del año 1971, con el aumento
de producción de la mina y la explotación de la
carnalita que produce una cantidad importante de
lejías magnesianas.
Quedan en servicio los Sondeos 1, 5 y 6, habiéndose paralizado el 3 el año 1975, como se ha
indicado.
En realidad , si se considera que solamente la
zona comprendida entre las fallas de Salinas de
Pamplona, Esparza, Undiano y Belascoain, por un
lado y de Beriain por el otro, es decir, la fosa que
se está inyectando, supera los 125 Km2 de superfície y que la potencia media del paquete carbonatado es de 300m, resulta un volumen de 37.5
Km3 y la inyección resulta ser del 0.1 % de este
volumen, lo que es una cantidad muy pequeña
aún suponiendo que la roca tuviese una poros¡dad baja, lo que no es este caso a la vista de la
permeabilidad que ofrecen los sondeos realizados.
Se puso en servicio el 5 de junio con un caudal
de 100 m3/hora, hasta el 22 de junio en que se
observa que se pone en carga el vecino sondeo 3
manando con intermitencias. Al reducir la inyección a 50 m3/hora, el sondeo 3 deja de manar. Se
tomaron muestras del agua surgente que dieron
la siguiente composición:
CINa
373
ppm
CO3Ca
172
ppm
S. REACCIONES DE LA INYECCION
PROFUNDA CON EL MEDIO
5.1. Reacciones con la roca almacén
El líquido que se inyecta está constituido por
una salmuera saturada en cloruros magnésico y
potásico, rechazos de la planta de concentración
de mineral, a kla que pueden acompañar salmue-
16 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
ras procedentes de la disolución por las aguas meteóricas del cloruro sódico, que se han reconcen-
La alta concentración salina y la escasez de
materia orgánica de la inyección hacen que no
trado en magnesio y potasio por su permanencia
en la balsa de Beriain, donde se reunmen para su
inyección. Puede tener también una cantidad pequeña de residuos de los reactivos que se utilizan
en el proceso de flotación.
sea previsible la presencia de bacterias que originen precipitaciones, por lo que no se tratan las
salmueras previamente a su inyección.
La roca en que se inyecta es una calcarenita
masiva fracturada. Es bastante pura y está constituida fundamentalmente por carbonato cálcico.
Las condiciones que debe de cumplir la inyección con respecto a la roca almacén son las siguientes:
*No deben producirse gases capaces de
emulsionar el líquido de inyección, para evitar que
disminuya su densidad, lo que podría ocasionar su
difusión con la contaminación consiguiente.
*No deben producirse reacciones con la
roca almacén que originen soluciones de menor
densidad ni productos tóxicos o peligrosos.
*No debe producir reacciones con la roca
almacén que supongan una disminución de su
permeabilidad.
•No debe de contener bacterias que originen precipitaciones que disminuyan la permeabilidad.
Las reacciones que se pueden producir con la
roca almacén consisten en la dolomitización de las
calizas, mediante la sustitución del carbonato cálcico por el magnésico ya que las salmueras no son
ácidas.
Esta reacción, que es previsible y se ha efectuado en el laboratorio, produce cloruro cálcico
más denso que el magnésico y carbonato magnésico que, por ocupar menor espacio que la calcita
a la que sustituye, produce una porosidad secundaria que aumenta el volúmen útil de almacenamiento.
--
La experiencia ha demostrado que los problemas de disminución de permeabilidad se han producido únicamente por inyectar residuos sin decantar o por accidentes como la caida de objetos.
Las paradas en la inyección por vacaciones o días
festivos pueden dar lugar a el taponamiento momentáneo del sondeo por precipitación, problema
que se resuleve fácilmente mediante una inyección de agua dulce por muy breve espacio de
tiempo.
5.2. Reacciones con el acuífero
La densidad de las salmueras oscila entre 1,1 y
1,15 por lo que, al ser más densas que el agua
dulcve, deberán almacenarse en una cubeta. La
estructura escogida para el almacenamiento no es
exactamente una cubeta sino un anticlinal colapsado que origina un sinforme inclinado hacia el
050 y cerrado por el Oeste por la falla de
Belascoain que lo independiza de la unidad de
Andia-Sarvil que desagua, entre otros manantiales, por los de Belascoain, Echauri e Ibero, alineados sobre la falla y, por el Sur por el cabalgamiento de Alaiz, que continúa hacia el Oeste por
Puente la Reina , hasta la falla de Belascoain y el
diapiro de Alloz.
-•
Cuando se hizo el proyecto cabía la duda de
que el aislamiento entre la estructura en que se
intentaba inyectar y la unidad de Andia-Sarvil fuera realmente efectivo, ya que en casocontrario la
inyección hubiera sido imposible. El primer sondeo realizado mostró que el nivel estático era más
bajo que el de los manantiales , antes de iniciar las
pruebas de inyección con agua del Elorz.
Efectivamente, la cota del sondeo es de
440.60 metros y el nivel del agua quedó, antes de
iniciarse la inyeccción a 125 metros de profundi-
_
CAP.6. - INYECCION DE RESIDUOS
dad, es decir, a una cota de 316 metros. Las cotas
de los manantiales de Belascoain, Echauri e Ibero
son, respectivamente de 370.00; 387.23 y
385.07, es decir, más altas que la encontrada en
el sondeo .
En vista de este resultado se decidió iniciar los
ensayos de inyección. Previamente se realizó una
profundidad de 165 metros, es decir, a una cota
de 275.6 metros y a 94.4 metros por debajo del
manantial de Belascoain.
Por el Sur el cierre los proporcionan el cabalgamiento de Alaiz, que continúa bajo el Terciario
continental hasta el diapiro de Alloz y la falla de El
Carrasca]- Puente la Reina . El salto de la falla es di-
17
calizas, hacia el Oeste la falla de Belascoain la separa de la unidad de Andia-Sarvil y por el Sur cabalga el Terciario continental.
Al perforar el sondeo Plamplona Sur 1, en las
proximidades de Zabalegui, se alcanzaron las calizas eocenas a unos 300 metros de profundidad,
y, poco más abajo, se dió con una cavidad importante que motivó la pérdida total del retorno del
lodo y permitió el descenso de una varilla sin necesidad de perforar. En la situación geológica del
sondeo no cabe pensar en un paleokarst por lo
que hay que concluir que existe una circulación
activa. No existen datos sobre la cota del nivel piezométrico en el sondeo tras la pérdida del lodo.
fícil de evaluar en profundidad por elenmascaramiento producido por la extrusión de yesos en superficie y porque el espesor de estos en la
proximidad de la falla dificulta la reflexión de las
ondas sísmicas. De todos modos la impermeabilidad del conjunto de asísmicos indican que el espesor de los depósitos de conglomerados, areniscas de canal y limolitas bajo Puente la Reina
sobrepasan los 4500 metros de profundidad. De
todos modos el nivel del agua en los sondeos situado a la cota 275 . 60, más baja que el punto de
Las calizas, en la cuenca del Perdón, no entran
encontacto con otro nivel permeable, más que
con los conglomerados del Chattiense que, en
profundidad, se apoyan sobre ellas desde Añorbe
cota inferior del afloramiento de la falla, premite
comprobar que no puede haber fugas por este
camino.
Como resumen de este apartado, parece claro
que la estructura que se ha escogido para la inyección resulta ser en la práctica una cubeta ce-
Por el Este, las calizas afloran en la sierra de
Alaiz, y, más tarde en las de Leyre y Navascués . Al
otro lado del accidente de Sangüesa , en las sierras
Subpirenáicas. En la sierra de Alaiz no se encuentra manantial alguno . Unicamente la cueva de
Yarnoz se pone en carga esporádicamente a con-
tinaución de muy fuertes aguaceros. Tampoco
existen manantiales en la sierra de Leyre . Es posible que se produzcan descargas directas a los ríos
en las foces , pero estas se encuentran también
por encima del nivel de inyección.
La sierra de Alaiz recibe una recarga importante que, al no haber manantiales, debe descargar
hacia el Este, ya que hacia el Norte se acuñan las
hasta el embalse de Alloz. Los conglomerados tienen una permeabilidad mnresultaron ser prácticamente impermeables, pero está claro que no sirven de vehículo para las aguas de la cuenca
puesto que no afloran a cotas más baja sque las
del nivel estático de los sondeos de inyección.
rrada, excepto por el NO en que se abre el acuifero de la sierra de Alaiz. Todos los afloramientos de
este acuifero se encuentran a cotas más altas que
la del nivel piezométrico de los sondeos . Lo mismo sucede con las trazas de las fallas que limitan
la estructura (Belacoain, Puente la Reina , Esparza
y las dos de Beriain).
La única posibilidad de que la salmuera llegara
a contaminar el acuífero sería por el desbordamiento por el Este . En esta la razón por la que se
decidió poner un sondeo de control en esta la razón por la que se decidió poner un sondeo de
control en esta dirección. Se escogió un punto en
que se cortasen las calizas a cota bastante inferior
que la del afloramiento más bajo de las mismas
18 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUSTERRANEO EN ESPAÑA
en la sierra de Alaiz.
5.3. Posibilidades de contaminación
por dilución
La experiencia demuestra que, en un medio
poroso, puede circular una salmuera más densa
que el agua dulce, bajo ésta, sin que prácticamente se mezclen. Unicamente en la superficie de
contacto se produce una lámina de mezcla de poco espesor. Lógicamente siempre existe una lenta
difusión de las sales disueltas a través de esta lámina, pero, siendo las sales inocuas en concentraciones bajas, esta lenta dilución no puede ocasionar problemas en el acuífero.
La mezcla se puede producir, sin embargo, en
el caso de circulación turbulenta, como la que
puede tener lugar en conductos de origen kárstico. Por esta razón el hallazgo de la cavidad en el
sondeo de Pamplona sur 1, hacía temer que la
existencia de condiciones de circulación turbulenta pudiera ocasionar la dilución de una fracción
de la salmuera inyectada. Con todo, se consideró
que, dada la probabilidad de frecuencia de conductos de este tipo, la fracción que se pudiera diluir estaría muy lejos de representar un peligro de
contaminación del acuífero.
Ninguno de los sondeos cortó la menor cavidad y con ocasión de la avería del sondeo 3, en
que la vibración producida por la inyecció produjo
la rotura del cassing, se pudo comprobar que la
zona de difusión en las proximidades de ya inyección (que es en la que puede haber mayor peligro)
era mínima. En efecto, se perforó otro sondeo
que lo sustituyera aprovechando la misma plata-
forma a unos diez metros de distancia dela veriado. Cuando se inició la inyección de salmuera en
éste, el sondeo averiado entró en carga intermitentemente,. manando agua dulce con 337 ppm
de cloruro sádico.
5.4. Volumen de la inyección
El volumen de salmueras inyectado hasta el
año 1985 inclusive es de 34.662.600 metros cúbicos. La inyección fue muy importante mientras se
explotó la carnalita, en cuyo proceso de concentración se originaban cantidades importantes de
salmueras magnesianas. Se alcanzó un máximo de
3.110.638 metros cúbicos el año 1978. Hoy en
día, abandonada la explotación de la carnalita, reducida la extracción de silvinita y contando con leyes más altas, la necesidad de evacuar salmueras
se ha reducido mucho y la inyección es poco importante.
-
importante, representa solamente una pequeña
fracción de la capacidad de almacenamiento de la
cuenca. Considerando unicamente la zona comprendida entre las fallas de Salinas de Pamplona,
Esparza, Unidano y Belascoain, por un lado y las
de Beriain Norte y Puente la Reina , por el otro, es
decir, la fosa en que se está inyectando, supera
los 125 km2 de superficie, y si la potencia media
de la formación carbonatadas es de 300 metros,
resulta un volumen de 37,5 km3. El volumeninyectado representa, por lo tanto, el 0.01 % del de
la roca almacén, lo que es una cantidad pequeña
aún suponiendo que la roca tuviera una porosidad
muy baja, lo que no parece ser el caso, a la vista
de la permeabilidad que ofrecen los sondeos realizados.
_
-
-
CAP.6. - INYECCION DE RESIDUOS
19
6. BIBLIOGRAFIA
-Ramos González, G. et. al "Espacio subterráneo: el recurso más seguro para la eliminación de
residuos líquidos". Revista Tecnoambiente, num.
1, Dic. 1990.
eliminación de residuos industriales y urbanos. 2°
fase. Provincia de Huelva. 1990
-ITGE. Idem. Provincia de Castellón de la Plana.
1990
-ITGE. "Lucha contra la contaminación.
Inyección en sondeos profundos. Una alternativa". 1989
-ITGE. "Estudio de las posibilidades de utiliza-
ción de estructuras geológicas profundas para la
-Cillanueva Delgado, Luis y Navarro lánez, J.
Antonio. "Inyección de Residuos líquidos en sondeos profundos". II Congreso Nacional de
Ingeniría. Madrid 1991.
20 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
7.- ALMACENAMIENTO DE FLUIDOS
EN ESTRUCTURAS SUBTERRANEAS
INDICE DEL CAPITULO 7
ALMACENAMIENTO DE FLUIDOS EN
ESTRUCTURAS SUBTERRANEAS
1. INTRODUCCION
2. ALMACENAMIENTO EN ESTRUCTURAS ARTIFICIALES
2.1. Almacenamiento en cavernas excavadas
2.2. Almacenamiento en cavidades salinas
2.3. Almacenes en minas abandonadas
3. ALMACENAMIENTO EN ESTRUCTURAS NATURALES
4. BIBLIOGRAFIA
CAPITULO 7
ALMACENAMIENTO DE FLUIDOS EN ESTRUCTURAS SUBTERRANEAS
1. INTRODUCCION
El empleo del espacio subterráneo como almacén nació de la idea de un aprovechamiento económico del terreno, y con el tiempo se han ido
añadiendo otras razones tan importantes como
son el paisaje y la seguridad.
El factor económico ha favorecido el desarrollo
de técnicas que mejoran el conocimiento y aprovechamiento del subsuelo, potenciando así esta
alternativa frente a los métodos tradicionales de
superficie. Así pues podemos establecer una serie
de ventajas de este tipo de almacenamiento se-
2.-Elimina por su inaccesibilidad cualquier riesgo de sabotaje.
c.- Económico.
-A partir de un volumen mínimo de capacidad
de almacenamiento según producto, el coste medio de construcción es más barato que el de una
instalación de igual capacidad en tanques metálicos convencionales.
-Los costos de mantenimiento de un almacenamiento subterráneo son 1/3 de los de uno convencional en superficie.
gún diferentes puntos de vista (Fdez. *Arribas, J.R.
1.981):
a.- Ecológico y Ambiental.
1.-Conservan el paisaje y la naturaleza casi
inalterados, por no exigir estructuras superficiales.
2:Disminuyen el peligro de contaminación por
pérdida de producto durante su manipulación.
3.-Eliminan el peligro de contaminación por
salida de producto de almacenamiento, frente al
riesgo latente de rotura o corrosión de las paredes
de un tanque metálico.
A pesar de lo expuesto, estas ventajas vienen
condicionadas por la correcta elección del emplazamiento. No se puede ubicar almacenamiento
subterráneo donde se desee sino que hay que situarlo en un marco de condiciones geológicas
adecuadas, por lo que previamente habrá que someterse al dictamen geológico que nos elimine
los emplazamientos desfavorables para una instalación de este tipo. Por supuesto hay veces en que
otros parámetros exógenos (de tipo estratégico,
político, etc.) determinan el lugar del almacén.
En estos casos las deficiencias geológicas que
presentar se subsanarán a base de
puedan
se
grandes refuerzos e impermeabilizaciones.
b.- De seguridad.
1.-Disminuye de modo radical el riesgo de incendio.
Son diversos los materiales que se pueden almacenar en el subsuelo, así como el tipo de emplazamiento en los que se pueden depositar.
6 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
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pesar de ello es necesario investigar la existencia
de una gran masa de roca porosa y permeable
que esté de alguna manera confinada.
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Durante los años 1978 y 1979 se hizo un estu-
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Figura 1.-Esquema básico de posibilidades de construcción en
almacenamientos en grandes cavidades por excavación.
dio general sobre las posibilidades de almacenamiento subterráneo de productos petrolíferos líquidos en España. Se vio que existen
emplazamientos favorables para el almacenamiento por excavación, que puede haber posibilidades a largo plazo para almacenamientos por disolución y que no se ha encontrado ninguna mina
abandonada técnicamente favorable para su utilizació n.
.
2. ALMACENAMIENTO EN
ESTRUCTURAS ARTIFICIALES
Tenemos estructuras naturales, cavernas excavadas, minas abandonadas, almacenamientos en sal,
etc.
2. 1. Almacenamiento en cavernas excavadas.
Inlcialmente se comenzó con hidrocarburos gaseosos en acuíferos naturales, así como hidrocarburos líquidos en cavidades. Posteriormente se
han llegado a utilizar minas abandonadas e incluso
al empleo del subsuelo para el almacenamiento de
cereales. Hoy en día se estudia con gran interés el
emplazamiento en diferentes materiales de almacenes definitivos para residuos radioactivos.
La cavidad se realiza por debajo del nivel freático, de forma que al introducir el fluido (no miscible con el agua), se establece una presión contra
las paredes de la caverna pues tiende a salir de la
misma, pero la presión hidrostática del agua de
alrededor lo impide. Esto se debe a la mayor densidad del agua, que no sólo evita el escape del
producto, sino que, provoca la continua entrada
del agua a la caverna depositándose en el fondo.
La geología del subsuelo español permite albergar esperanzas en cuanto a su utilización como
almacén tanto de residuos como de materiales de
consumo y uso corriente.
--
El agua acumulada se achica periódicamente
mediante bombeo para evitar su excesiva acumulación que podría provocar la salida al exterior del
producto, que por su menor densidad flota en el
agua.
Hay que diferenciar si se trata de materiales líquidos o gases. Si hablamos de los primeros, el tipo de almacenamiento que tendremos serán minas abandonadas, cavidades bajo el nivel freático
por excavación y cavidades salinas por disolución.
Estos dos últimos también se darán en almacena-
Este almacenamiento se puede practicar en un
gran número de rocas y generalmente a lo largo
de las costas para garantizar un nivel freático estable. El agua proporcionará un cierre lateral y del
fondo en el depósito según la relación de ésta con
miento para materiales gaseosos aparte de acuíferos naturales. Este método de almacenamiento en
un acuífero natural se basa en la utilización de yacimientos de petróleo o gas ya abandonados. A
el producto almacenado. El techo se impermeabi¡izará sólo en aquellos casos en los que el producto a almacenar sea volátil y se utilizará un sistema
llamado "colchón móvil de agua". Lo que se per-
-
-
CAP .7. -ALMACENAMIENTO DE FLUIDOS EN ESTRUCTURAS SUBTERRÁNEAS
sigue es que el nivel superior del producto esté
continuamente en contacto con el techo de la cámara, a fin de evitar la posibilidad de creación de
atmósferas explosivas en el interior de la cavidad,
con el consiguiente peligro que ello encierra.
Para que un almacenamiento de este tipo sea
económicamente viable el tamaño de la caverna
excavada debe ser de un mínimo de 50.000 m3,
aunque puede ser inferior según sea el producto a
almacenar.
En España no existe ningún almacenamiento
en cavernas excavadas aunque a priori, es el mé-
todo más favorable de los comentados.
Encontramos emplazamientos adecuados para
instalaciones de tipo estratégico en:
- Lugo (San Ciprian).
7
producto petrolífero a almacenar. Las operaciones
de llenado/vaciado de las cavidades se hacen por
este sistema de desplazamiento del producto con
agua o salmuera. El número de este tipo de operaciones es limitado pues al hacer el desplaza-
miento del agua o salmuera se produce una disolución, y al cabo del tiempo la caverna original se
resentirá,
En este tipo de almacenamientos el sello lo
constituye la propia sal, intrínsecamente impermeable, que le confiere al depósito una estanque¡dad óptima. En cuanto al producto a almacenar
debe de ser insoluble en agua y más ligero que
ésta y su recuperación se acerca al 100%.
En España, se explotan depósitos de sal por disolución mediante sondeos en Santander y
Andalucía. Por otra parte, existen formaciones de
- Tarragona (Poblet).
sal común que acompañ4n a los yacimientos de
- Córdoba (Los Pedroches).
Salmuera
0190009
- La Coruña (V ío - San Esteban de Morás).
ArCU los
Otros lugares, en principio también adecuados
1
Yeeo
para su utilización como almacenes son:
Pontevedra (Villagarcía de Arosa), Toledo (Mora),
Santander (Elechos), Alava (Zuazo) y Barcelona
(Garraf - Vallarca).
I
oekml°'
Sal
2.2. Almacenamiento en cavidades salinas.
Las cavidades salinas por disolución se realizan
mediante la perforación de un sondeo que penetra en la zona a disolver, y a través del cual se introduce agua en condiciones tales que consiga disolver la sal y extraerla en forma de salmuera. Así
se consigue la formación de unas cámaras cuya
profundidad, geometría y dimensiones hay que
controlar para evitar posibles derrumbes.
Pefrebe
------S°Imeere
Una vez creada la cavidad y llena de salmuera,
se desplaza la parte superior de la misma por el
Figura 2.- Sondeo de petróleo en sal. Corte esquemático.
8 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
sales potásicas que se explotan en Cataluña
(Surja, Cardona, Sailent) y Navarra (Subiza). En la
zona Norte en general, abundan los diapiros salí-M
nos.
Es necesario resaltar que en la provincia de
Santander la empresa MINAS DE TORRELAVEGA,
S.A. filial de SOLVAY & CIE aprovecha sus cámaras para almacenar mediante esta técnica fuel-oil
y el crudo del yacimiento de la Lora (Burgos)
Los emplazamientos más idóneos dentro de
esta modalidad de almacenamiento son (CAMPSA, in SUIS, 1981):
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®� T vT* "`
ó
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- Polanco / Torrelavega (Santander)
- Bahía de Santander.
- Orduña (Vizcaya).
También cita otros complementarios como
Villasana de Mena (Burgos), Pinoso y Río Verde
(Alicante).
"M
Figura 3.-Esquema básico de posibilidades de
construcción de almacenamientos en sal.
En Córdoba existe el caso de una mina utilizada como almacén, se trata de la Mina de
Albarrana en Hornachuelos, aunque su contenido
es de residuos nucleares de baja actividad y no de
hidrocarburos.
Este tipo de emplazamientos presentan un
cie•:-> riesgo geológico y necesitan un estudio de-
tallado, aunque el costo de construcción es menor
que el de otras técnicas de almacenamiento.
3. ALMACENAMIENTO EN
ESTRUCTURAS NATURALES
2.3. Almacenes en minas abandona das.
Se basan en el mismo principio que las cavida-
La inyección de fluidos en formaciones permeables consiste, básicamente, en la introducción
forzada de un fluido en los espacios disponibles
de las rocas permeables que contienen agua sala-
des realizadas por excavación. Presentan sin embargo, inconvenientes, como su forma irregular y
da y se encuentran totalmente aisladas de los
acuíferos de agua dulce.
las posibles pérdidas en el primer llenado debido a
posibles grietas sin tapar.
En España existen grandes posibilidades por su
Como en el caso de los residuos, han de cumplirse cuatro condiciones para que sea factible la
operación de inyección:
variado desarrollo minero. Obviamente las mejores condiciones las reunen las explotaciones en sal
por su estanqueidad. Por otro lado, pocas minas
-Existencia de una formación permeable capaz
de recibir el fluido
de Carbón, de explotación en galería, pueden ser
válidas como almacén debido a que el volumen
-La formación debe encontrarse confinada por
total que pueden llegar a albergar es, en general,
pequeño.
otra impermeable que mantenga el fluido en condiciones estancas.
--
--
-.
-
CAP. 7. - ALMACENAMIENTO DE FLUIDOS EN ESTRUCTURA
-Las características hidráulicas y estructurales
de la formación receptora no deben sufrir cambios notables como consecuencia de la inyección.
-La inyección del fluido no impide o afecta al
uso presente o futuro de otros recursos más importantes .
El espacio subterráneo natural ocupado en este tipo de operaciones está constituido principalmente por tres tipos de huecos : los poros intersticiales en rocas poco o nada consolidadas (arenas,
gravas, conglomerados, areniscas , etc.); las fallas y
fracturas en las rocas consolidadas como ígneas,
metamórficas , calizas, dolomías, etc. y , finalmente, los canales y cavidades de disolución natural
de las rocas solubles (carbonatos , sulfatos, etc.)
La capacidad de almacenamiento de una de terminada formación depende del volumen de
huecos ( porosidad ) disponible y de la conexión
existente entre los mismos ( permeabilidad ) para
permitir la transmisión del fluido que se quiere almacenar . Esta característica es la denominada en
la literatura anglosajona como "inyectividad ".
_)UBTERRANEAS
9
Todo sondeo de inyección ha de cumplir un
principio fundamental, que es el aislamiento perfecto de todos los acuíferos que se encuentren
por encima del almacén, de manera que se impida la comunicación entre el fluido que se inyecta
y dichos acuíferos . Ello exige la realización de
puestas de estanqueidad muy rigurosas en cada
fase de entubación y cementación.
La técnica de construcción de sondeos prof undos se ha desarrollado extraordinariamente gracias a la prospección y explotación de yacimientos
petrolíferos . La perforación de millones de metros
ha permitido llegar a una selección y tipificación
de métodos de perforación , entubaciones, tementaciones , pruebas de producción , estimación
y desarrollo de almacenes , de manera que todo tipo de materiales , instrumentación y serviciosr están sometidos a una normativa ( American
Petroleum Instituto, API).
Una vez finalizada la ejecución del sondeo, se
llevan a cabo los desarrollos y ensayos de producción oportunos a fin de evaluar adecuadamente
la "inyectividad " del almacén . Las técnicas empleadas en el desarrollo de sondeos son de acidificación, bombeos a gran caudal, fracturación, etc.,
mientras que las empleadas en los ensayos de
producción son de air-lift , D.S.T. y bombeos de
c°�
duración y caudal variable, estudiándose en todos
ellos la relación entre caudal extraído , variación de
presión y tiempo transcurrido.
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En España el aprovechamiento de estructuras
1
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geológicas como emplazamiento de productos,
sólo se está empleando en almacenar gas natural,
aunque las posibilidades pueden ser mucho mayores.
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Figura 4.-Esquema básico de posibilidades
de almacenamiento en áreas mineras.
La geología del subsuelo español permite a es
te albergar áreas de evidente interés con vistas al
futuro del almacenamiento en el subsuelo. Las
grandes cuencas sedimentarias (Ebro , Duero, Tajo,
Guadalquivir) contienen multitud de formaciones
geológicas permeables alternando con otras de
carácter impemeable que confinan y aislan a las
10 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
DUERO
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Existen buenos almacenes dolomíticos a pro-
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fundidades de 1.800-2.000 metros, sobre todo en
el sector oriental de la cuenca. Otros posibles almacenes de tipo detrítico, más extendidos en la
cuenca presentan problemas por contener, a veces, agua dulce.
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Figura 5.-Arees de interés para el
almacenamiento en estructuras naturales.
primeras. En base a la información suministrada
por sondeos profundos de investigación de hidro-
carburos es posible establecer un esquema de posibilidades de las diferentes cuencas o regiones:
EBRO
Existen en el área central de la Cuenca, estra-
tos almacén constituidos por calizas y dolomías, a
profundidades entre 1.000 y 3.000 metros, conteniendo agua con salinidad superior a 30.000
p.p.m. y con buenas características de permeabilidad y aislamiento.
Los posibles almacenes están constituidos en
esta zona, bien por areniscas muy porosas y permeables o bien por dolomías. Las primeras situadas a profundidad superior a 1.500 metros se encuentran sobre todo en la cuenca del Tajo y
contienen agua de salinidad superior a 20.000
p.p.m. Las segundas se localizan en el área occidental de la provincia de Cuenca, a profundidades
superiores a 1.300 metros y en algunos puntos
contienen agua dulce.
LITORAL MEDITERRANEO
En general , con limitaciones debidas a la presencia de tectónica activa y diverso grado de sismicidad, se pueden encontrar pequeñas áreas fa-
vorables en las provincias de Alicante, Castellón y
Tarragona. Los almacenes están constituidos por
dolomías muy permeables, a profundidades superiores a 1.000 metros suficientemente aislados y
conteniendo agua con salinidad superior a los
30.000 p.p.m.
PIRINEOS
GUADALQUIVIR
A pesar de los abundantes estratos permeables, la existencia de una intensa tectónica de
fracturas, actividad sísmica, presencia de gas y/o
agua dulce en los almacenes, dificulta la selección
de emplazamientos.
En la depresión del Guadalquivir se encuentran
almacenes favorables en el área más occidental, y
próxima a la costa atlántica, constituidos por do-
CANTABRICA
lomías a profundidades superiores a los 1.000
metros, con muy buenas características de perme-
De parecidas características a los Pirineos, se
podrían localizar algunos almacenes interesantes
de tipo calcáreo con agua salada en la Cubeta
Santanderina a profundidades de 1.500-2.000
metros. '
--
abilidad y transmisividad, conteniendo agua con
salinidad superior a 10.000 p.p.m. Las condiciones de confinamiento son igualmente favorables.
Algunas estructuras ya estudiadas son:
--
CAP. 7. - ALMACENAMIENTO DE FLUIDOS EN ESTRUCTURAS SUBTERRÁNEAS
-.El Anticlinal de Iglesias ( Burgos ) dese-
chado por falta de estanqueidad .
11
-El yacimiento de Serrablo (Huesca), que
según parece será un almacenamiento definitivo
para hidrocarburos.
- El Oligoceno de Algete (Madrid).
4. BIBLIOGRAFIA
-"Simposio sobre el uso industrial del subsuelo
(SUIS)". Madrid, abril 1981. Tomo 2. Ponencias y
discusiones
-ITGE (1989). "Lucha contra la contaminación". Inyección en sondeos profundos: una alternativa
-Pachet, M. (1974). "Almacenamiento de
Hidrocarburos en Minas Abandonadas"
-Galley, J.E. (1967). "Economic and industrial
potential of geologic basins and reservoir strata".
In: Subsurface disposal in geologic basins -a study
of Reservoir Strata-. American Association of
Petroleum Geologist.
8.- VENTAJAS, CONDICIONANTES Y PELIGROSIDAD
EN EL USO DEL ESPACIO SUBTERRANEO
INDICE DEL CAPITULO 8
VENTAJAS , CONDICIONANTES Y PELIGROSIDAD
EN EL USO DEL ESPACIO SUBTERRANEO
1. INTRODUCCION
2.FACTORES DE USO DEL ESPACIO SUBTERRANEO Y CARACTERISTICAS DEL MEDIO
2.1. Factores generales
2.2. Factores externos
2.3. El medio subterráneo
3.ALTERACIONES PRODUCIDAS POR LAS ESTRUCTURAS SUBTERRANEAS EXCAVADAS.
ZONAS DE PROTECCION
4. PELIGROSIDAD EN LA UTILIZACION DEL ESPACIO SUBTERRANEO
4.1. El problema del agua subterránea
4.2. Afluencia de agua en las excavaciones subterráneas
4.3. Peligro de incendios en instalaciones subterráneas
S.EFECTOS PSICOLOGICOS DEL ESPACIO SUBTERRANEO SOBRE SUS USUARIOS
6. CUESTIONARIO SOBRE UTILIZACION DE ESPACIO SUBTERRÁNEO
7. BIBLIOGRAFIA
CAPITULO 8
VENTAJAS, CONDICIONANTES Y PELIGROSIDAD
EN EL USO DEL ESPACIO SUBTERRANEO
1. INTRODUCCION
perficie del terreno va siendo de particular importancia. Como las condiciones geotécnicas para la
El subsuelo es un recurso que debe considerarse cuando hay falta de espacio u otras limitaciones en superficie.
construcción en superficie van siendo peores a
medida que va aumentando el uso del subsuelo,
esto da lugar a restricciones, estando enfrentados
en algunas ocasiones los usos del subsuelo y el establecimiento de estructuras en superficie.
_
Las cavidades jubterráneas tanto en roca como en suelos tienen ciertas características que favorecen sus usos respecto al exterior.
-
Las instalaciones subterráneas tienen una conexión física y funcional con el exterior. En zonas
muy pobladas, esta interrelación es muy importante.
La viabilidad de un proyecto de construcción
de una estructura subterránea está condicionada
por factores geológicos e hidrogeológicos y además por las construcciones ya existentes.
Las estructuras subterráneas deben planificarse
de forma que no afecten a su entorno, por ejemplo, edificios en superficie. Cuando se pueden re-.
alizar varios usos del espacio subterráneo mejor
que en superficie en una determinada zona, la
construcción de estructuras subterráneas dispondrá de un mayor grado de libertad frente a edificaciones superficiales.
La construcción de instalaciones subterráneas
está regulada por una conexión muy importante
entre las condiciones subterráneas y superficiales.
A consecuencia del aumento del uso del subsuelo
en una determinada zona, la relación con la su-
Dentro de los usos del espacio subterráneo,
sus aplicaciones urbanas son las que involucran a
mayor número de individuos, por lo cual deben
analizarse detenidamente los peligros que esta
utilización entraña para las personas y estudiar las
medidas adecuadas para prevenir los riesgos consiguientes.
El crecimiento del espacio subterráneo bajo las
grandes ciudades cada vez requiere de proyectos
de ingeniería más complejos, ya que su creciente
utilización lleva asociada mayores profundidades y
condiciones más difíciles. La causa de todo ello
hay que buscarla en el propio desarrollo de las
grandes ciudades, debido a la carestía y escasez
del suelo urbanizable.
Los usos fundamentales del espacio subterráneo en zonas urbanas se dirigen a la solución del
transporte, potenciando el transporte público con
ferrocarriles suburbanos y mejorando las redes de
transporte por carretera mediante pasos inferiores
y autovías subterráneas.
Otro uso que va presentando rentabilidades
crecientes es la creación de aparcamientos subte-
6 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
rráneos de vehículos. También se van construyendo instalaciones subterráneas para esparcimiento
depo rt ivo, con doble uso como refugio para la población, centros comerciales, oficinas, etc. Como
ejemplo en la Figura 1 se presenta un esquema de
un complejo polideportivo subterráneo.
Vestuarios
los espacios, decoración , accesos, etc.).
Todas estas medidas deben conseguir, además, limitar las reacciones psicológicas negativas
de las personas que deben pasar períodos de
tiempo más o menos prolongados en instalaciones subterráneas . Aunque las investigaciones so-
_
Pabellón deportivo
/1--25m
98m
/
45m
27m
Entrada
--
12m
°m
Piscina
Figura 1 .- Espacio subterráneo para esparcimiento deportivo. MARTIN (1983).
Todos estos usos del espacio subterráneo requieren, en primer lugar, analizar la influencia de
los nuevos huecos que se van a crear, sobre cimentaciones de edificios , pilares de apoyo de
puentes, redes de distribución (agua , gas, etc.) y
redes de saneamiento, para terminar con el estudio de la interacción de los huecos previamente
existentes . Dentro de estos análisis, se contempla
la cara cterización geomecánica del terreno, de especial interés en el subsuelo de las grandes ciuda des, donde, en general , las formaciones geológicas no suelen presentar buenas cara ct erísticas
resistentes, por lo cual hay que adoptar medidas
especiales en la construcción de los grandes huecos.
bre el comportamiento de las personas en espacios subterráneos todavía no son suficientes para
extraer conclusiones definitivas, se supone que el
malestar de las personas surge por una mala disposición del espacio subterráneo y de su acondicionamiento, aspectos estos que hay que cuidar
con especial atención.
Por otra pa rte, según el uso previsto para las
instalaciones subterráneas, hay que tener muy en
cuenta el número probable de personas que las
van a utilizar . Habrá que diseñar medidas de seguridad frente a inundaciones, incendios, etc., y crear un ambiente agradable , tanto en el aspecto de
condiciones del aire ( composición , humedad , temperatura ) como de habitabilidad (distribución de
2.FACTORES DE USO DEL ESPACIO
SUBTERRANEO Y CARACTERISTICAS
DEL MEDIO
A pesar de los condicionantes y peligros que
entrañan las estru cturas, el uso del espacio subterráneo es creciente . Concretamente , en España
existen grandes posibilidades en este campo, con
cuyo desarrollo se cuenta cara al futuro al ser cada vez más impo rtante el conjunto de ventajas
que el de inconvenientes.
2. 1. Factores generales
A la hora de elegir una instalación subterránea
hay que considerar tres relaciones fundamentales:
--
--
CAP. 8. - VENTAJAS, CONDICIONANTES Y PELIGROSIDAD EN EL USO DEL ESPACIO SUBTERRANEO
• Posibilidades de implantación de la instala ción subterránea en superficie.
7
del espacio subterráneo se resumen en los siguientes:
- Características del entorno subterráneo.
- Topografía
- Disposición de los usuarios.
- Utilización de recursos naturales
- Estructura urbana
- Demanda social de un medio ambiente natu-
-
El desarrollo social e industrial va creando unas
necesidades de espacio subterráneo complementario.
ral
Las áreas urbanas se van poblando cada vez
más densamente, a la vez que va aumentando la
demanda de suelo en esas zonas.
Simultáneamente hay una demanda creciente de
nuevos servicios subterráneos y de la mejora y
ampliación de los actuales, con objeto de elevar el
nivel de eficacia de los servicios y sistemas de suministro de la ciudad. En la figura 2 se presenta
un esquema de la distribución del espacio subterráneo en una gran ciudad. Sahlstróm (1990)
-Topografía . El terreno abrupto reclama por
una parte la necesidad de espacios subterráneos y
además facilita la construcción de los emplazamientos. En zonas donde el terreno presenta malas condiciones para la edificación, el espacio subterráneo cobra interés.
La utilización existente del terreno, su valor y
los riesgos de falta de confortabilidad y molestias
en relación con los nuevos servicios limitan gran demente la posibilidad de reunir demandas urgentes al nivel de superficie.
Otro factor que limita la utilización del suelo
en superficie es el referente a la conservación de
los espacios naturales y entornos creados por el
hombre y a los obstáculos topográficos. Ejemplos
de esto son los túneles de metro y estaciones, túneles suburbanos, túneles de redes de servicio con
líneas de energía eléctrica, telefónicas, etc y aparcamiento y almacenes.
Por último, las condiciones de trabajo en los
espacios subterráneos son favorables, ya que las
instalaciones subterráneas proporcionan un clima
constante para las personas que las utilizan; además, están libres de las influencias negativas de la
superficie, como por ejemplo, tráfico.
2.2. Factores externos
Los factores externos que condicionan el uso
- Nivel técnico
- Vertidos del terreno extraído
-Utilización de recursos naturales. Se pueden
conservar los recursos naturales en la superficie,
incluyendo el suelo vegetal cuando se utilizan
construcciones subterráneas paralas instalaciones
industriales. Por otra parte, cuando se tratan los
suelos y rocas extraídos de las cavidades subterráneas, se observa una disminución del consumo de
áridos de graveras.
-Estructura urbana. Una de las características
de las áreas urbanas densamente pobladas es la
carestía y escasez de suelo con fines constructivos
o para otros usos . En determinadas condiciones,
debido a la dificultad de las nuevas construcciones
y a su elevado precio, se encuentran soluciones
más competitivas en el espacio subterráneo.
-Demanda social de un medio ambiente natural. Este aspecto hace que se construyan estructuras subterráneas para almacenamiento de productos energéticos y otros usos que evitan los
impactos ambientales en superficie. Las soluciones
técnicas que producen una economía a largo plazo y una funcionalidad también favorecen este tipo de instalaciones subterráneas. Así, la conservación de energía puede mejorarse creando
instalaciones subterráneas para almacenamientos
a baja o a alta temperatura, aire comprimido, etc.
8 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
:
r
Í
Figura 2.- Distribución del espacio subteráneo en una gran ciudad. Sahlstrdm (1990).
-Nivel técnico. El desarrollo de los modelos numéricos para diseño de cavidades subterráneas,
2.3. El medio subterráneo
hacen cada vez más competitiva la creación de espacio subterráneo. Por otra parte, los costos de
construcción en superficie tienen un ritmo de cre-
Las estructuras subterráneas excavadas tienen
un conjunto de condicionantes entre los que cabe
mencionar:
cimiento mucho más rápido que otras actividades,
Falta de ventanas
incluida la utilización de espacio subterráneo.
Limitaciones en las posibilidades de evacuación en caso de emergencia
-Vertido de tierra y roca procedente de excavaciones subterráneas. Cuando no se encuentra una
utilización inmediata de estos materiales, como
por ejemplo áridos o materiales de préstamo puede haber problemas a la hora de verter todo el volumen extraído, en la medida que la restauración
de vertidos así lo demande. Se pueden rellenar y
restaurar canteras con estos materiales .
Clima artificial
Características especiales de los huecos, sobre
todo cuando no están revestido con cemento
Roca o tierra encima del hueco
Las reacciones de las personas frente al desarrollo de actividades en el espacio subterráneo varía de unos individuos a otros, y depende además
--
CAP.8. - VENTAJAS, CONDICIONANTES Y PELIGROSIDAD EN EL USO DEL ESPACIO SUBTERRANEO
de las circunstancias en que se desarrolla la actividad de la persona en los huecos creados, es decir,
contacto con otras personas, forma de los huecos,
iluminación, color, etc., y fundamentalmente dfl
grado de seguridad observado.
3.ALTERAClONES PRODUCIDAS POR
LAS ESTRUCTURAS SUBTERRANEAS
EXCAVADAS. ZONAS DE PROTECCION
A.- Durante la etapa de construcción
9
con el oxígeno del aire.
-Los asentamientos del suelo se producen en
horizontes de terreno comprensibles. Este efecto
no resulta uniforme, dando lugar a asientos diferenciales que pueden dañar gravemente a los edificios e instalaciones en superficie. Los asentamientos de terreno por descenso del nivel freático
pueden detenerse mediante medidas de control
del agua subterránea, pero no es posible volver a
situaciones del terreno anteriores a los asentamientos.
La construcción de túneles y cavidades lleva
-
asociada ruidos y vibraciones debido a las voladuras. La extracción del material arrancado y su
transporte puede afectar al entorno, aunque las
-Se alteran las condiciones ecológicas de la zona en cuanto a vida animal y vegetal.
regulaciones legales hacen que estas actividades
produzcan molestias dentro de límites aceptables.
Aunque se produzca un pequeño drenaje del
terreno debido a la cavidad subterránea, ello se
traducirá en una disminución del nivel freático en
Las construcciones subterráneas exigen la extracción y transporte de grandes cantidades de roca y tierras. Estas operaciones de transpo rte puede afectar negativamente a la zona circundante.
El vertido de estos materiales puede crear impactos ambientales.
extensas zonas alrededor de la excavación subterránea.
La afluencia de agua al interior de los huecos
durante su construcción es un fenómeno normal.
Una vez sellados los huecos , el efecto de la
afluencia de agua debe eliminarse totalmente.
El bombeo del agua freática durante la construcción y posteriores etapas de utilización puede
ocasionar descensos del nivel y disminución de las
presiones de agua. El descenso del nivel freático
produce diversos efectos sobre todo el acuífero,
cuando la conductividad hidráulica es buena.
B.- Durante la operación
Las consecuencias de la variación del nivel freático pueden ser las siguientes:
-Las cimentaciones de madera tienden a pudrirse y a perder resistencia con la aparición de
hongos, debido a quedar sumergidas por el agua
y descubiertas más tarde, poniéndose en contacto
La roca no sella totalmente frente a las
de gas . Si no se ha sellado adecuadamente
macenamiento de petróleo, por ejemplo,
procedentes del petróleo pueden escaparse
incluso por la superficie del terreno.
fugas
un algases
y salir
Una instalación subterránea diseñada como un
recurso valioso para la comunidad, puede volverse
en contra si el diseño no se ha realizado correctamente. Por ejemplo, si se realiza un túnel para evitar el paso de una carretera por una zona de gran
valor ecológico, debe asegurarse un correcto sostenimiento e impermeabilización del túnel; de lo
contrario, el nivel freático descenderá, con las
consecuencias negativas que ello conlleva para las
especies vegetales y su entorno que se pretendía
proteger. De forma análoga, cuando se realiza un
túnel más revestido en zonas urbanas, el descenso
del nivel freático origina hundimientos en superficie que afectan a las cimentaciones de los edificios.
C.- Zonas de protección
Para garantizar la función constructiva de las
CAP .8. - VENTAJAS, CONDICIONANTES Y PELIGROSIDAD EN EL USO DEL ESPACIO SUBTERRANEO
instalaciones subterráneas y para poder utilizar dichas instalaciones para el propósito con el que se
do mayor influencia en el diseño de los huecos.
diseñaron, las cavidades deben estar rodeadas por
La tendencia a deprimir el nivel freático artificialmente para mejorar la estabilidad de las excavaciones, en muchos casos no es posible debido a
las alteraciones medioambientales que ello puede
originar. En estos casos, al construir bajo el nivel
freático hay que diseñar muros de contención su-
una zona de protección. Dentro de esta zona no
se podrá emprender ninguna acción que perjudique la cavidad.
La finalidad que se intenta con las zonas de
protección es cubrir las áreas sometidas a tensiones de compresión en la estructura en roca y, normalmente, se diseñan de forma que se cubra la
ficientemente gruesos para resistir la presión del
agua y del propio terreno, debiendo estar perfectamente impermeabilizados.
zona fuera de las líneas límites de la cavidad rocosa definidas por la altura, profundidad y dimensiones laterales, dependiendo de la sección transversal de la excavación y de las demandas de
seguridad. Por ejemplo, en el caso de instalaciones de almacenamiento de petróleo, hay que tomar medidas de protección para mantener el nivel
En las tablas 1, 2 y 3, se recoge la problemática originada por el agua en cada fase del proyecto, según OGATA, ISET y KURIYAGAWA (1990).
Se indican las soluciones a adoptar, las tecnologías utilizadas y las ventajas e inconvenientes de las
soluciones propuestas.
freático del agua, ya que una disminución del nivel freático originaría fugas de petróleo de la cavidad.
La extensión de la zona de protección debe
determinarse en función de las condiciones constructivas de la cavidad, por ejemplo, el tamaño de
la cubierta de roca, la estructura y calidad de la
roca en sí, el vano de la cavidad subterránea, etc.
Con la experiencia sobre las zonas de protección se ha visto que es necesario definir una zona
de seguridad adicional alrededor de la zona de
protección. En esta zona los trabajos y actividades
que se realicen deben estar sometidos a regulaciones legales que tengan en cuenta la existencia
de los espacios subterráneos; por ejemplo, la ubicación de una gasolinera en las proximidades un
túnel de metro puede suponer un°de los tanques
de combustible.
Las consecuencias de la disminución del nivel
freático se reflejan en una disminución o desaparición del caudal en pozos de extracción de agua y
en alteraciones del equilibrio ecológico de las
plantas. Por otra parte, se producen asentamientos del terreno (subsidencia en superficie) y los
edificios y estructuras superficiales se ven afectados por la propia variación del nivel freático y los
consiguientes asentamientos que dicha variación
produce.
las variaciones de nivel freático afectan grave
mente a las cimentaciones de madera que se pudren al contacto con el oxígeno del aire.
4. PELIGROSIDAD EN LA UTILIZACION
DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO
Los asentamientos del terreno se producen en
estratos compresibles como por ejemplo, arcillas y
materiales orgánicos, al aumentar la tensión efectiva, cuando la presión intersticial ha disminuido
previamente, debido a un descenso del nivel freático. La magnitud de los asentamientos depende
4.1. El problema del agua subterránea
de la potencia de los estratos, su grado de consolidación y del valor de la disminución de la presión
La situación del nivel freático es fundamental
frente a la estabilidad de las excavaciones . Al ir a
mayores profundidades el nivel freático va tenien-
--
del agua.
--
En la tabla 4 se resumen los daños en superficie producidos por los asentamientos del terreno.
--
Tabla
1.-Control
(1990)
PROBLEMAS
del
agua subterránea en la creación de espacio subterráneo.
MEDIDAS
Influencia en el
flujo de agua
subterránea
Medida y evaluación
del flujo del agua
subterránea
Influencia en el
nivel de agua
subterránea
Medida del nivel de
agua subterránea
Fase de diseño constructivo.
TECNOLOGIAS EMPLEADAS
Tecnología para medir y analizar
el flujo de agua subterránea .
Tecnología para predecir el flujo
Ogata yCol.
NOTAS
Selección del aparato de medida.
Factores dependientes del tiempo.
Influencia de la superficie freática.
del agua subterránea.
Influencia en la
calidad del agua
subterránea
Evaluación de la dis
tribución del agua
subterránea
Evaluación de la permeabilidad
del terreno .
Tecnología para evaluar la distri
tribución del agua subterránea.
Tratamiento de aguas
contaminadas
Tecnología para predecir la difusión del agua subterránea contami
nada.
Predicción de la relación entre la distribuci6n y el nivel del agua subterránea.
Tecnología para evaluar los contaminantes químicos disueltos en
el agua.
Solubilidad del
gas en agua
Predicción
Influencia del nivel freático
en las rocas, es
tratos y estructuras subterrá-neas excavadas
Evaluación de la influencia del nivel
freático en las rocas , estratos y estructuras subterráneas excavadas
Gas natural
Relación entre las condiciones
del nivel freático y la estabilidad a largo plazo de estructuras
subterráneas.
Tecnología para predecir la filtración del agua.
Tecnología para medir la filtración de agua.
Calidad del agua, presión del agua, etc.
Tabla 2.-Control del agua subterránea en la creación de espacio subterráneo .
PROBLEMAS
Mantenimiento del
nivel freático
MEDIDAS
Prevención de
filtraciones de
agua
TECNOLOGIAS
Fase constructiva.
EMPLEADAS
Tecnología para prevenir
filtraciones de agua .
medidas de caudales anormales
Métodos para prevenir filtraciones de agua
( selección de materiales de impermeabili-zación
Tecnología para disponer del
agua contaminada
Gas soluble en
el agua
Detección en
etapas iniciales
Desarrollo de sensores de
larga duración
Descarga de gas
Tecnologías para dispersar el
gas rápidamente en etapas
iniciales
(1990).
NOTAS
Captación del
agua.
Drenaje del agua
Ogata y Col.
Gas natural
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Í
i
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Í
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Tabla 3.- Control del agua subterránea en la creación de espacio subterráneo.
Col. (1990).
i
i
i
r
Fase de mantenimiento y utilización.
i
i
Ogata y
N O T A S
PROBLEMAS
SOLUCIONES
TECNOLOGIAS EMPLEADAS
VENTAJAS
Mantenimiento
del nivel
freático
DESVENTAJAS
(1) Captación y
drenaje del agua
subterránea
Tecnología para tratar
el agua contaminada
Reducción de la presión de
agua sobre las construcciones
subterráneas.
Caída del nivel freático.
Hundimiento en superficie.
(2) Captación y
recarga de agua
subterránea
Tecnología de recarga .
Tecnología para monitorizar el flujo de agua .
Reducción de la presión de
agua sobre construcciones subterráneas.
Difusión de aguas contaminadas.
Tecnología para tratar
el agua contaminada .
Prevención de la caída del
nivel freático.
Prevención del hundimiento
en superficie.
Tecnología para locali zar y aislar las aguas
subterráneas .
Tecnología para cons truir estructuras subterráneas rígidas y -
Prevención de la caída del
nivel freático.
Prevención del hundimiento en
superficie .
Prevención de la difusión de
agua de las características
profundas .
de las rocas en contacto con
los muros de la estructura subterránea.
(3) Localización
y aislamiento de
los niveles de agua subterránea
Carga de presión de agua sobre las estructuras subterráneas.
Reforzamiento de las estru c
turas subterráneas.
Í
N O T A S
PROBLEMAS
SOLUCIONES
TECNOLOGIAS EMPLEADAS
VENTAJAS
Combinación de las tres solució
nes anteriores
Tecnología para imper meabilizar aprovechan do la propia permeabi -
Cierta reducción de la presión del agua sobre estructuras subterráneas.
DESVENTAJAS
Cierta carga de presión de
agua sobre estructuras sub
terráneas.
lidad del terreno.
Tecnología para tratar
el agua contaminada.
(Método para la captación y drenaje o para la captación y recarga del agua subterránea procedente
de las pantallas de impermeabilización con su propio grado de filtración)
(A) Combinación
de (1) y ( 2)
Gas soluble en
el agua
(B) Combinación
de (2) y ( 3)
Tecnología de recarga
Tecnología de monitor¡
zaci6n del flujo de -agua
Descarga de gas
Desarrollo de sensores
de larga duración
Tecnología para dispen
sar gas rápidamente en
etapas iniciales
Cierta prevención de la caida del nivel freático.
Cierta prevención del hundimiento en superficie.
Prevención de variaciones en
el nivel freático.
Prevención del hundimiento en superficie.
Gas natural
USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
SUBSIDENCIA
VERTICAL
Si es uniforme con área supercrítica no causa daños en estructuras.
Riesgo de inundación en zonas bajas.
Con área subcrítica o en los bordes con área supercrítica o crítica:
asientos diferenciales.
DESPLAZAMIENTO Si es uniforme , no hay daños en estructuras. Si es diferencial : tracciQ
HORIZONTAL
nes y compresiones . Se originan grietas que afectan a edificios,
tuberías , carreteras, etc.
CURVATURA
Distorsión de las estructuras por cizallamiento . Flexión de estructuras
largas . Curvatura cóncava: tracción en la parte inferior de los
edificios y compresión en la superior.
Tabla 4: Daños en superficie debidos a subsidencia
Las consecuencias de los asentamientos en los
edificios pueden ser de varios tipos :
-Cuando hay asientos diferenciales , la estructura se agrieta
-Cuando la cimentación es a base de pilotes, el
edificio no se hunde, pero el terreno circundante
sí. Ello provoca grietas y pendientes en el terreno
junto al edificio.
En la figura 3, JANNSON & WINQUIST (1977),
se observa los daños producidos en edificios y en
redes de comunicaciones y servicios, por asentamientos del terreno.
4.2. Afluencia de agua en las excavaciones subterráneas
-La arcilla se adhiere a los pilotes, lo cual se
traduce en una carga adicional que puede ser
muy importante incluso con moderados asenta mientos , pudiendo llegar a producirse la rotura
del pilote.
Las construcciones subterráneas deben diseñarse para evitar el peligro que se presenta cuando se produce una inundación en la superficie. En
el diseño se debe prever la circunstancia más desfavorable para evitar en todo momento que se
produzca una afluencia incontrolada de agua desde el exterior a la cavidad subterránea.
De todo lo anterior se deduce la importancia
del peligro que suponen las excavaciones subterráneas cuando se producen variaciones de niveles
freáticos.
Para evitar el peligro de afluencia de agua se
construyen cunetas, galerías colectores y pozos de
bombeo . Estas medidas para disminuir la peligrosidad que supone el agua para las personas y para
CAP.8. - VENTAJAS, CONDICIONANTES Y PELIGROSIDAD EN EL USO DEL ESPACIO SUBTERRANEO
17
DESPERFECTOS EN
EL SOTANO
SUBSIDENCIA EN
LA CALZADA
ROTURA DE
CONDUCCION
- - - - - - NIVEL FREATICO ORIGINAL
NIVEL FREATICO
DEPRIMIDO
ARCILLA
Figura 3 .-Daños producidos por los asentamientos del terreno consecuencia
del descenso del nivel freático . Jannson and Winquist (1977)
las propias instalaciones subterráneas, se toman
en función de la afluencia de agua prevista, que
depende de las características hidrogeológicas del
terreno, de la profundidad de la excavación subterránea y de la impermeabilización de la misma.
Por último, no debe olvidarse diseñar sistemas
para la evacuación de agua utilizada en la extinción de un eventual incendio.
4.3. Peligro de incendios en instalacio nes subterráneas
Para la mayoría de las personas que utilizan el
espacio subterráneo, la situación más peligrosa se
plantea cuando se desencadena un incendio.
Si se declara un incendio en una cavidad subterránea, la evacuación del personal y el control
del fuego se dificultan enormemente .
Comparando con cualquier caso de incendio en
una edificación en superficie, no se dispone de la
posibilidad de evacuar personas desde un helicóptero cuando el fuego se produce en una cavidad
subterránea. Por este motivo, hay que planificar
cuidadosamente la estrategia de evacuación de
las personas en caso de incendio, preparando rutas de escape alternativas debidamente señalizadas y evitando que estas vías se conviertan en chimeneas por donde el fuego y el humo se
propague más rápidamente hacia el exterior.
La peligrosidad de un incendio depende del
uso del espacio subterráneo: túneles, cavernas de
almacenamiento de productos energéticos, refugios, complejos deportivos, aparcamientos subterráneos, centros comerciales, etc. Según el caso,
hay que seguir una normativa muy estricta para
evitar en lo posible el peligro que representan los
incendios.
En cámaras subterráneas se debe compartimentar el espacio, para aislar una zona reducida
en caso de producirse un incendio. Estas zonas
18 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
deben disponer de detectores de humo y de temperatura , que disparan una alarma cuando se produce el incendio. En ese momento, entra en funcionamiento la red de aspersores que debe
colocarse en toda instalación subterránea .
de sistemas de evacuación natural de humos.
-Se instalarán aparatos manuales de extinción
de incendios de nieve carbónica o preferentemente de polvo seco, colocándose al menos 4 extintores cada 500 m2 de superficie . En zonas con extensiones mayores de 6.000 m2, se dispondrá de
un carro extintor de polvo seco, de 50 kg de capacidad y otro más por cada 3.000 m2 adicionales de superficie.
La mayor parte de la normativa de incendios
en cavidades subterráneas se ha redactado a partir de las normas existentes en edificios superficia les con usos similares a los previstos en la excava ción subterránea , guardando mucha analogía los
dos conjuntos de normas.
- En zonas con extensiones mayores de 500 m2
se instalará una red interior de agua para incendios, conectada en su caso a los rociadores, debiendo mantenerse en la red una presión de 3,5
atmósferas, con equipos de presurización.
A continuación , se resume la normativa existente a nivel nacional referente a prevención de
incendios en aparcamientos subterráneos , que
puede hacerse extensible a cualquier cavidad subterránea donde existe un número importante de
usuarios , esta normativa ha sido desarrollada por
PRADILLO (1982).
-Cuando existen varias plantas y la superficie
total del complejo subterráneo no excede de 500
m2, se colocarán como mínimo dos extintores por
planta. Los extintores manuales se situarán sobre
los soportes y muros, en lugares de fácil acceso y
•Siempre que sea posible , habrá que disponer
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0,06
Porcentaje
0,10
0,12
0,14
de monóxido de carbono
en el ambiente
Figura 4.-Influencia de la concentración del monóxido de carbono en la salud
de las personas, en función del tiempo de exposición . (Ayala y otros, 1986)
0.16
CAP .8. -VENTAJAS, CONDICIONANTES Y PELIGROSIDAD EN EL USO DEL ESPACIO SUBTERRANEO
provistos de dispositivos de sujeción seguros y de
rápido manejo.
-Se deberá disponer de bocas de agua contra
incendios reglamentarias, en número tal que bajo
su acción quede cubierta la totalidad de las superficies de planta , situadas próximas a los accesos .
El radio de acción de cada una de ellas es de unos
15 metros con una presión mínima admisible de
3,5 atmósferas .
-Cuando la extensión del subterráneo supera
los 6.000 m2 , se deberá disponer de un sistema
de compartimentación mediante co rt ina de agua
que cierre superficies menores de 2.000 m2. Su
puesta en funcionamiento deberá ser automática.
-En la construcción de complejos subterráneos
hay que utilizar elementos resistentes al fuego, al
menos por un periodo de tres horas, o estar debidamente protegidos con material aislante, debiendo especificarse en los proyectos correspondientes
la naturaleza, espesores y características de los
materiales protectores.
Lo más peligroso en un incendio es la toxicidad
de los humos.
A título de ejemplo, en la Figura 4 se presentan unas gráficas de la influencia sobre la salud de
personas, del porcentaje del monóxido de carbono en el ambiente en función del tiempo de exposición.
19
aire pueda invertirse en un corto periodo de tiempo, ya que según el punto donde se haya producido el fuego, puede interesar que los humos salgan por lo que en principio era la entrada de aire
fresco. En cualquier caso, hay que prever las rutas
más adecuadas de evacuación dependiendo de la
localización del incendio . Todo esto es de particular importancia en subterráneos utilizados por
gran número de personas, como por ejemplo los
túneles y galerías de las redes de metro.
S.EFECTOS PSICOLOGICOS
DEL
ESPACIO SUBTERRANEO SOBRE SUS
USUARIOS
La situación de ciertos tipos de actividad implica que los seres humanos permanezcan en estos
lugares durante períodos de tiempo más o menos
dilatados.
Las instalaciones subterráneas se caracterizan
por tener diversas limitaciones en forma de falta
de luz natural , accesibilidad reducida, enclaustramiento físico y psíquico, riesgo de problemas de
seguridad, etc.
Cuando se compara entonces con la alternativa de establecer la estructura en superficie, todos
estos factores implican una evaluación negativa.
Sin embargo, hay que evaluar las ventajas.
Este tipo de gráficas se pueden obtener con
El espacio subterráneo puede tener ventajas
tales como sistemas de comunicación más cortos
y más rápidos, protección contra los factores cli-
otros gases distintos del monóxido de carbono,
pudiendo resultar alguno de ellos mucho más tóxico. En este sentido, hay que evitar determinados
máticos: viento, lluvia, frío. Se puede llegar a controlar perfectamente la calidad del aire (humedad,
temperatura, etc.).
tipos de materiales de revestimiento y decoración,
fundamentalmente ciertos plásticos que al estar
sometidos al fuego producen gases muy venenosos, produciendo efectos irreversibles sobre las
personas en muy pocos minutos.
En estudios llevados a cabo sobre el comportamiento de las personas, no se ha observado mayor absentismo laboral en zonas de trabajo en espacios subterráneos en trabajos de duración
Cuando la obra subterránea es lineal, hay que
diseñar la ventilación de forma que la corriente de
normal; esto último, con la condición de que las
condiciones de iluminación, nivel de ruido, temperatura y ventilación sean las adecuadas. En otras
condiciones, cuando se permanece en espacios
20 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
subterráneos, muchas personas están sometidas a
un nivel de "stress" elevado. Se ha observado que
los defectos en las condiciones climáticas y las
condiciones de trabajo producen en personas una
reacción mucho más negativa en espacios subterráneos y en edificios sin ventanas que en otros
hay que cuidar con especial atención. En cualquier
caso, no se deben descartar algunos efectos del
espacio subterráneo sobre las personas, ya que
hasta la fecha estos aspectos no han sido investigados suficientemente.
lugares. Esto puede interpretarse suponiendo que
el trabajo en espacios subterráneos constituye un
En la figura 5 se muestra una gráfica en la que
se representa la sensación de fatiga en función
factor de "stress" por sí solo, por lo cual otros
factores negativos se toleran peor. Esto último
también está influenciado por la mayor o menor
del tiempo de trabajo en un espacio subterráneo,
según WADA y col. (1990).
posibilidad de elección de la persona del lugar de
trabajo subterráneo o en superficie.
los problemas psicológicos que pueden surgir
entre las personas que habitualmente trabajan en
espacios subterráneos son la claustrofobia, la ansiedad a quedar atrapados en caso de incendio,
temor a hundimientos del techo y sensación de
presión al pensar en las toneladas de roca que se
encuentran sobre la cavidad.
En las investigaciones comenzadas por FORSSMAN (1961) y proseguidas por otros investigadores sobre las reacciones físicas de las personas que
utilizan el espacio subterráneo, se ha observado
cierta frecuencia de dolores de cabeza, fatiga,
molestias visuales, nerviosismo, etc. A pesar de todo, no se han observado diferencias significativas
en el absentismo laboral debido a enfermedad ,
comparando con circunstancias laborales análogas en superficie . Por eso se supone que en muchas ocasiones el malestar de las personas surge
por una mala disposición del espacio subterráneo
y de su acondicionamiento, aspectos estos que
No es posible determinar qué porcentaje de la
población sufre de claustrofobia. Además de haberse investigado poco este aspecto, no se ha podido determinar dónde está el límite de las reacciones normales y anormales . Por ejemplo, se
puede afirmar que la mayoría de las personas que
quedan atrapadas en un ascensor sienten ansie-
-
10
,,,•,.'
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,,I••
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SUPERFICIE
SUBTERRANEO ( sin sistemas
de mejora del entorno)
SUBTERRANEO ( con motor de
TV y plantas)
5
Bajo
0
Antes del
comienzo
60
Después de
la primera
tarea
_-
dad por salir de la situación. En el caso de consi-
SENSACI
200E FATIGA
Alto
+
1
-
90
130
Después de Después del
la segunda descanso
tarea
Tiempo ( minutos)
200
Después de
la tercera
tarea
Figura 5.- Comparación de la sensación de fatiga en los trabajos realizados en superficie o en subterráneos . Wada y Col. (1990)
-
CAP .8. - VENTAJAS, CONDICIONANTES Y PELIGROSIDAD EN EL USO DEL ESPACIO SUBTERRANEO
derar las personas que utilizan el metro, la mayor
pa rte de ellas no experimenta ninguna sensación
de ansiedad. En todo caso parece claro que las reacciones a la falta de luz diurna y a la inexistencia
de un contacto visual con el exterior a través de
ventanas, dependen del tiempo de permanencia
en las instalaciones subterráneas y del tipo de trabajo desarrollado.
21
Hay otros factores que influyen sobre el bienestar de las personas y dependen del diseño y
utilización del espacio subterráneo; entre ellos ca
be mencionar:
-La distancia a la superficie desde la cavidad
subterránea, medida tanto en tiempo como en separación física.
En el sentido antes indicado, se ha observado
que las situaciones más negativas se producen en
lugares cerrados de pequeñas dimensiones cuan
do se realiza poca actividad o un trabajo rutinario.
Dentro de estas situaciones se encuadran algunas
actividades industriales en las que los operarios realizan un trabajo monótono en un espacio reducf
do. Por el contrario, los grandes almacenes , las estaciones de metro, etc., se caracterizan por sus
amplios espacios en los que un gran número de
personas realizan una continua actividad . en estas
condiciones,, los fa ct ores antes mencionados como inexistencia de ventanas, falta de luz diurna
etc. son irrelevantes.
--
Como conclusión de las investigaciones realizadas hasta la fecha , los factores que influyen negativamente sobre el confort de los usuarios de
instalaciones subterráneas son fundamentalmente:
-La planificación de pasillos de conexión. En
este sentido, se realizan entradas por corredores
horizontales o en pendiente , ya que dan la impresión de una accesibilidad más fácil en comparación con los accesos por escaleras o ascensores.
-La elección de las dimensiones y el diseño de
los espacios, poniendo especial atención a la iluminación , decoración , referente a revestimientos
de paredes y techos, acondicionamiento de aire,
etc.
Todas estas actuaciones redundan en una utilización más racional del espacio subterráneo tanto
rente a aquellos aspectos que condicionan el
comportamiento de las personas en el espacio
- Realización de trabajos monótonos
- Libertad de movimiento restringida
- Contacto social limitado
- Zonas confinadas
subterráneo.
Por último, a título orientativo, se presenta el
cuestionario utilizado en Japón por el "National
Land Policy lnstitute's Committee on Utilization of
Underground Use", NISHI, KAMO & OZAWA
(1990), preparado para personas que realizan ha-
La influencia de estos factores es mayor debi-
do a la falta de luz diurna.
Para paliar estos efe ct os, se deben prever periodos de descanso en el exterior para las pers onas que tienen estancias prolongadas en las instalaciones subterráneas.
bitualmente su trabajo en instalaciones subterrá-
neas. Estos cuestionarios son de gran utilidad para
un mejor conocimiento de las reacciones psicoló
gicas de las personas que utilizan los espacios
subterráneos y para un mejor aprovechamiento
de los recursos de espacio subterráneo.
6. CUESTIONARIO SOBRE UTILIZACION DE ESPACIO SUBTERRANEO
Cuestionario aplicado a trabajadores del subsuelo y a trabajadores del
exterior en Japón por el Comité para la utilización del espacio subterráneo
del Instituto Nacional de Política del Suelo.
Cuestionario sobre la utilización del espacio subterráneo
Por favor,
conteste de la siguiente forma:
Trabajadores del subsuelo
Q-1
Q-1.
Q-3
Trabajadores exteriores
Q-4
Q-2
Q-3
Q-4
Para el trabajador en el subsuelo
¿Cómo se siete respecto al espacio subterráneo cuando está trabajando?
Por favor marque abajo
A.
Imagen del subsuelo
negativo
- 2
positivo
- 1
0
+ 1
+ 2
oscuro
luminoso
ruidoso
silencioso
caluroso
frío
estrecho
ancho
1
monótono
variado
encerrado
abierto
inquietud
t
inconveniente
1
disconforme
1
1
calma
conveniente
1
1
conforme
peligroso
seguro
insano
sano
B.
Prevención de desastres y seguridad
1.
Siempre me siento inquieto
2.
A veces me siento inquieto
3.
No me siento inquieto nunca
4.
Me siento
.................
C. Ambiente interior
1.
Mi salud se ve afectada por el ambiente controlado artificialmente (aire , luz, sonido, etc.)
Por favor, si puede, explique brevemente
....................................................................
....................................................................
D.
2.
Es posible que mi salud se vea afectada
3.
Mi salud no se ve afectada
4.
Me siento .................................
Efectos psicológicos
1.
El espacio cerrado , la carencia de vistas exteriores y de iluminación natural crea una gran presión psicológica
2.
A veces siento una presión psicológica
3.
No siento presión psicológica nunca
4.
Me siento ...............................
E.
¿Qué conflictos tiene en el trabajo en el espacio subterráneo?.
favor , señale en escala ( 1, 2, 3...)
Por
Iluminación y luminosidad confortable
Prevención de desastres y seguridad
Acondicionamiento saludable del aire y ruido
Efectos psicológicos
Congregación de vagabundos
..............................................
F.
Trabajando en el espacio subterráneo
1.
Quiero seguir trabajando en el subsuelo
2.
No quiero trabajar en el subsuelo
3.
Quizas quiera trabajar en el subsuelo
4.
.............................................
Q-2.
Para trabajadores de exterior
(incluyendo rascacielos)
¿Cómo cree que se sentiría si trabajara en el subsuelo?
A.
Imagen del subsuelo
negativo
- 2
positivo
- 1
0
+ 1
+ 2
oscuro
luminoso
ruidoso
silencioso
caluroso
frío
estrecho
ancho
monótono
1
1
variado
encerrado
abierto
inquietud
calma
-•
inconveniente
B.
C.
D.
- 2
1
disconforme
1
peligroso
I
insano
I
- 1
1
0
+ 1
+ 2
conveniente
conforme
seguro
sano
Prevención de desastres y seguridad
1.
Notable dificultad en prevenir desastres y en seguridad, en comparación con los rascacielos
2.
Las dificultades en la prevención de desastres y en seguridad son
similares que en los rascacielos
3.
Las dificultades en la prevención de desastres y en seguridad son
menores, en comparación con los rascacielos
4.
.................................................
Ambiente interior
1.
No es deseable trabajar en un ambiente completamente controlado artificialmente (visión, aire , iluminación, ruido, etc.)
2.
No existe gran diferencia en cualquier caso
3.
Es deseable trabajar en un ambiente completamente controlado artificialmente
4.
Es
..............................................
Efectos psicológicos
1.
Sentiría una gran presión psicológica en un espacio cerrado sin -vistas exteriores e iluminación natural
2.
Sentiría alguna vez presión psicológica
3.
No sentiría presión psicológica nunca
4.
.................................................
E.
¿Qué conflictos tendría si trabajase en el subsuelo ?. Por favor,
en escala (1, 2, 3...)
señale
Iluminación y luminosidad confortable
Prevención de desastres y seguridad
Acondicionamiento saludable del aire y ruido
--
Efectos psicológicos
Congregación de vagabundos
..............................................
F.
Trabajando en el espacio subterráneo
1.
Querría seguir trabajando en el espacio subterráneo
2.
No querría trabajar en el espacio subterráneo
3.
Quiza quisiera trabajar en el espacio subterráneo
4.
.............................................
Q-3. Para ambos trabajadores
Por favor, marque y escriba acerca de lo siguiente
A.
Tipo de ocupación
1. Trabajo de mesa
B.
2 . Trabajo de campo
Tipo de industria
1. Manufacturas
2. Construcción
3. Venta al por mayor y al
detalle
4. Finanzas y seguros
S. Inmobiliarias
6. Transporte y comunicación
7. Electricidad , gas, agua
S. Servicios
9. Empresa oficial
10. Otros (
)
C.
Sexo
1. Masculino
2. Femenino
--
D.
Edad
1.
E.
(
)
años
Años trabajando
años en total
años en el puesto actual
F.
Lugar de trabajo
Dirección:
Plantas:
(
pisos
)
plantas exteriores/subterráneas de un edificio de
Solo para trabajadores en el subsuelo
A.
Lugar de trabajo
1. Metro
(a. Plataforma
b. Oficina
c. Operaciones
d. Otros)
2. Subterráneo comercial
3. Parking subterráneo
4. Fábrica
subterránea
6. Oficina subterránea
S. Biblioteca subterránea
7. Otro (
Q-4.
Por favor , exprese opiniones sobre la utilización del espacio
subterráneo para comercios y oficinas, etc. o peticiones a la
administración pública respecto a estos temas.
.........................................................................
.........................................................................
.........................................................................
.........................................................................
.........................................................................
Muchas gracias por su cooperación.
28 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUSTERRANEO EN ESPAÑA
7. BIBLIOGRAFIA
-
FORSSMAN, (1968). Physiological aspects
concerning the subsurface environment in
Planning of Subsurface Use, de Janson y Winquist.
1977
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Shelters. Tunnels & Tunnelling.
OGATA, Y.; ISET, T. y KURIYAGAWA, M.
(1990). Safety measures for underground space
utilization. Tunnelling and Underground Space
Technology. Vol. 5 N° 3.
FORSSMAN, et al. (1961). Health
Problems in Underground Factories. U.S. Executive
Commitee of the 13th International Congress on
Occupational Health.
PRADILLO, J.M. (1982. Curso de túneles
urbanos. Colegio de Ingenieros de Caminos,
Canales y Puertos. Madrid.
JANNSON, B. y WINQUIST, T. (1977).
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Stockholm.
SAHLSTRÜM (1990). Using Tunnels for
Road Infraestructure. Tunnelling and underground
Space Technology. Vol 5 N° 3.
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NISHI, J.; KAMO, F y OZAWA, K. (1990).
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WADA, Y.; SAKUGAWA, H. (1990).
Rational use of urban underground space for surface and subsurface activities in tapan. Tunnelling
Psychological Effects of Working Undergroun.
Tunnelling and Underground Space Technology.
and Undergroun Space Technology. Vol. 5 N° 1/2.
MARTIN,
D. (1983). Norwegian
Vol S. N° 1/2
-.
9.- EL ESPACIO SUBTERRANEO KARSTICO EN ESPAÑA
INDICE DEL CAPITULO 9
EL ESPACIO SUBTERRANEO KARSTICO EN ESPAÑA
1. INTRODUC C ION
2. EL KARST EN ESPAÑA
2.1. Generalidades
2.2. El espacio subterráneo kárstico
3. EL CONOCIMIENTO DEL KARST EN ESPAÑA
4. LOS USOS DEL ESPACIO SUBTERRANEO KARSTICO
4.1. Abastecimiento de agua
4.2. Deportivo
4.3. Turístico
4.4. Agropecuario
4.5. Científico
4.6. Cultural
4.7. Minero
4.8. Militar
5.9. Infraestructural
4.10. Arquitectónico
4.11. Energético
4.12.
4.13.
4.14.
4.15.
4.16.
5. CONCLUSIONES
6. BIBLIOGRAFIA
Embalses subterráneos
Almacenamiento de residuos
Terapeútico
Patrimonial
Otros usos
CAPITULO 9
EL ESPACIO SUBTERRANEO KARSTICO EN ESPAÑA
1. INTRODUCCION
únicos "vacíos" del karst. En realidad, constituyen
un pequeño porcentaje respecto al volumen total
de huecos de los macizos kársticos. La mayor par-
La mayor parte de las cavidades naturales están ligadas al fenómeno de la karstificación. Bajo
ese nombre se conoce el conjunto de procesos
que se desarrollan en materiales "solubles", tales
como rocas carbonatadas, yesos, halita y otras sales. El proceso básico para la formación de las cavidades kársticas es la disolución del carbonato
cálcico (en el caso más general de las rocas carbonatadas) por el ácido carbónico generado a partir
M contacto del agua de infiltración con el dióxido de carbono existente en el suelo y las fisuras
del karst. En realidad, el carbonato cálcico se disu-
-te de los vacíos se hallan en la enorme cantidad
de pequeñas fisuras que surcan los macizos kársticos en todas las direcciones del espacio.
leve bajo forma de bicarbonato, pudiendo ser reversible la reacción en función de la presión parcial de C02. Este proceso inverso (la precipitación
del carbonato cálcico) es el que tiene lugar en el
Ambos tipos de espacios subterráneos pueden
estar o no realmente "vacíos- 1 Es decir, una vez
formados pueden rellenarse de sedimentos de diversos tipos (clásticos, por derrumbamientos; quí-
interior de las cavidades al originarse los espeleotemas (estalactitas, estalagmitas y otras concreciones) y en el exterior de las emergencias kársticas,
micos, por precipitación de espeleotemas; detríticos, por sedimentación de materiales alóxtonos,
etc.) o bien permanecer rellenos de alguno de los
depositándose los travertinos y las tobas calcáre-
dos fluidos existentes en profundidad: agua, aire
as.
o ambos.
En definitiva, la acción continua del agua subterránea con un cierto contenido en ácido carbónico, a través de las discontinuidades estructurales
de un macizo kárstico (diaclasas, fallas y superficies de estratificación, básicamente), generan auténticas redes subterráneas que pueden ser de
gran magnitud.
En función de los rellenos existentes en las cavidades, se distinguen varios tipos de karsts:
Estas cavidades, redes o sistemas no son los
Así, puede afirmarse que el concepto de "cavidad kárstica" (o cueva) es absolutamente antropocéntrico. Se designan así únicamente a las cavidades accesibles al hombre, por diversos métodos
y técnicas, más o menos sofisticadas. El resto del
espacio subterráneo lo constituye, pues, la inaccesible red de fisuras.
Karst activo o funcional: cuando el agua
aún ocupa las cavidades, completa o parcialmente, temporal o permanentemente.
Karst fósil: cuando las cavidades están libres de agua; sólo el aire ocupa los volúmenes
6 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
�+:`�L -•-sea�.
Í
1r-
:.
ser
figura r.Principaks afloramientos de materiales carbonatados karstifkab/es en España
subterráneos, parcialmente colmatados por sedimentos.
Paleokarst : cuando los sedimentos han
colmatado en su totalidad las cavidades , cegándolas completamente .
Estas distinciones son muy importantes de cara
a los posibles usos de las cavidades kársticas, tanto
por la propia configuración de los diferentes espacios subterráneos como por la dinámica existente
en cada uno de los tipos de karsts (presencia de
agua , posibilidad de hundimientos, etc.).
2. EL KARST EN ESPAÑA
2.1. Generalidades
En España , los materiales karstificables ocupan
entre 1/3 y 1/4 de su superficie. La mayor parte de
esta extensión está representada por rocas carbonatadas, que superan los 100.000 km" de extensión.
Esta magnitud justifica expresiones empleadas
la
en literatura científica al efecto de referirse a la
"España Caliza " ( HERNANDEZ PACHECO, 1932),
o a la "España kárstica " (LLOPIS, 1970).
--
--
También los materiales yesíferos están bien representados en el territorio español, con unos
35.000 km" de superficie.
Estos datos son muy significativos en cuanto a
comparaciones a nivel mundial . Las rocas sed¡mentarias constituyen el 75% de los continentes,
y los materiales carbonatados entre un 5 y 20%
de esta superficie . Esto significa que España supera la superficie " media " mundial de afloramientos
karstificables.
Geológicamente , los dominios más favorables
a la existencia de rocas kasrtificables son las
Cordilleras Alpinas ( Béticas y Pirineos), la
Cordillera Ibérica, las Depresiones Terciarias (Ebro,
Duero, Tajo y las depresiones intramontañosas de
las Cordilleras Béticas) y la Zona Cantábrica del
Macizo Hespérico.
-.
-
7
CAP.9. - EL ESPACIO SUBTERRANEO KARSTICO EN ESPAÑA
En el resto de los dominios (básicamente la
mayor parte del Macizo Hespérico), la presencia
de materiales carbonatados es puntual , si bien
existen algunos karsts y cavidades de interés (ver
DEL VAL Y HERNANDEZ , 1989).
2.2. El espacio subterráneo kárstico
Mayoritariamente , las rocas sedimentarias carbonatadas existentes son de edad Mesozoica
(Jurásicas y Cretácicas), Paleozoicas (Carboníferas,
Devónicas y Cámbricas) y Cenozoicas ( Neógenas,
básicamente ).
En lo relativo al endokarst (el karst subterrá.neo), se conocen en España más de 10.000 cavidades de una cie rta envergadura , repartidas en las
litologías citadas (carbonatos , yesos, sales, conglomerados e incluso en los materiales basálticos de
las Islas Canarias), y distribuidas desde más de
3.000 metros de altura hasta por debajo del nivel
del mar.
En cuanto a rocas metamó rf icas, destacan los
carbonatos de edad Triásica de las Zonas Internas
de las Cordilleras Béticas .
Se conocen en la actualidad ( PUCH, 1987), 3
cavidades con más de SO kilómetros de desarrollo,
6 que superan los 30 kilómetros y 21 por encima
Los materiales yesíferos, por su parte , se encuentran en formaciones Neógenas, Triásicas y
de los 10.000 metros ; más de un desarrollo total
acumulado de casi 1.000 kilómetros de galerías
subterráneas.
Paleógenas, en orden de abundancia.
Existen también afloramientos de menor entidad de materiales salinos y detríticos solubles
(conglomerados y areniscas con cemento, trama
y/o matriz carbonatados), donde se desarrollan
procesos kársticos y existen cavidades naturales.
De igual manera , existen 8 simas ( cavidades de
tendencia ve rt ical) con más de 1.000 metros de
profundidad, y 149 con más de 300 metros de
desnivel.
Las zonas con mayor potencial de espacios
le.
is�?•
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f?
OO
���ti•.�„1. tes:
j
lríy
Figura 2. Afloramientos impurtantes de yesos y principales ka rs t
8 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
subterráneos krásticos son: la región Cántabro-astur, con más del 50% de las grandes cavidades
aquellas cavidades con más de 500 metros de
profundidad.
conocidas; la orla de provincias de Huesca,
Navarra, Burgos y león; la Serranía de Ronda, en-
Dentro de estos listados de cavidades existen
M-
tre las provincias de Málaga y Cádiz; algunas regiones del Sistema ibérico y del dominio Prebético
y de las Islas Baleares .
algunas en materiales no carbonatados, como la
Cueva del Viento (Tenerife), con 9.250 metros, la
cueva de Don Justo (El Hierro), 6.315 metros; y la
Cueva de los Verdes (Lanzarote), con 6.100 metros, todas ellas, en materiales volcánicos.
En lo referente a grandes cavidades españolas,
se adjunta una tabla con las cuevas clasificadas
por su desarrollo, donde se incluyen todas las conocidas mayores de 5.000 metros de longitud de
sus galerías; en otra tabla se ofrecen las simas clasificadas por desnivel, donde se recogen todas
Además se ilustra con otra tabla las mayores
cuevas y simas abiertas en materiales yesíferos. En
este sentido, España es uno de los países con mayor potencial de espacio subterráneo en karsts ye-
Tabla 1. Cavidades kársticas más extensas (según PUCH, 1989)
PROVINCIA
N° SIMAS
N° CUEVAS
CUEVAS/SIMAS
TOTAL
7
ALAVA
0
7
0
ALAVA/VIZCAYA
0
0
1
1
ALBACETE
0
1
0
1
ASTURIAS
52
40
7
5
BARCELONA
0
1
0
1
BURGOS
0
6
2
8
0
22
1
35
0
13
1
70
3
CADIZ
CANTABRIA
CUENCA
0
3
0
GRAN CANARIA
0
1
0
1
GUADALAJARA
0
1
0
1
GUIPUZCOA
5
3
0
8
HUESCA
16
2
12
30
LEON
10
3
0
13
LERIDA
1
1
1
3
LUGO
0
1
0
1
MADRID
0
2
0
2
MALAGA
1
4
0
5
MURCIA
1
0
0
1
12
1
4
17
NAVARRA/ZUBEROA
1
0
0
1
PALENCIA
2
1
0
3
1
NAVARRA
PALMA DE MALLORCA
1
0
0
SEGOVIA
0
1
0
1
TENERIFE
1
1
1
2
TERUEL
0
0
0
1
VALENCIA
0
1
0
1
VIZCAYA
5
3
0
8
117
88
39
244
28
_
--
CAP .9. - EL ESPACIO SUBTERRANEO KARSTICO EN ESPAÑA
síferos (ver DURAN Y DEL VAL, 1984); a pesar de
no existir vacíos subterráneos muy profundos en
yesos, si existen salas amplias, del orden de la decena de miles de m3 (Cuevas Lomas 1, en el karst
9
En materiales carbonáticos, las profundidades
son mayores, existiendo grandes pozos de Gentenares de metros de desnivel.
yesífero de Antequera).
En la tabla anexa pueden observarse los mayo-
TABLA 2. - CAVIDADES MAS EXTENSAS (>5.000 M) (Según PUCH, 1989)
> 50.000 m
1.
2.
3.
89.071
53.000
52.200
Ojo Guareña( Burgos)
Red del Río Silencio(Cantabria)
Sistema de la Piedra de San Martín(Navarra-64 F)
40.000
Sima del Hayal de Ponata ( Alava-Vizcaya)
37.200
32.529
30.000
Sistema de los Cuat ro Valles( Cantabria)
Sima del Cueto-Coventosa -Cuvera(Cantabria)
Sistema Arañonera (Huesca)
20.400
20.000
Sistema de la Vega(Cantabria)
Cueva de los Chorros(Albacete)
> 40.000 m
4.
>30.000m
5.
6.
7.
> 20.000 m
8.
9.
> 15.000 m
10.
11.
12.
13.
14.
18.409
16.568
16.000
16.000
15.000
Sistema del Hoyo Grande(Cantabria)
Red de Toneyo( Asturias)
Cueva Cullalvera-Torcas Humizas(Cantabria)
Cueva del Vento(Sta. Cruz de Tenerife)
Ilaminako Ateeneko Keizea(Navarra)
> 10.000 m
15.
16.
17.
18.
19.
14.500
14.500
14.500
13.500
12.800
Cueva
Cueva
Cueva
Cueva
Cueva
20.
21.
22.
23.
24.
25.
12. 340
11.300
11.000
11.000
10.600
10.300
Maairuelegorreta (Alava)
Sistema de Añelarra(Navarra)
Sistema de Pozalagua( Burgos -Alava)
Cueva del Tornero( Guadalajara)
Cueva del Nacimiento(Cantabria)
Cueva de la Vieya-Cueva de los Quesos(Asturias)
de Hue rtas(Asturias)
del Piscárciano( Burgos)
del Soplao(Cantabria)
del Rescaño(Cantabria)
Fresca( Cantabria)
> 9.000 m
26.
27.
28.
9.575
9.226
9.191
Cueva de la Lastrilia •La Cuvilla( Cantabria)
Garma Cíega -Sumidero de Celiagua(Cantabria)
Torca de los Morteros( Burgos)
29.
30.
9.150
9.110
Red de Peña Lusa (Cantabria)
Cueva de la Cañuela(Cantabria)
10 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
> 8.000 m
31.
32.
33.
34.
35.
36.
8.910
8.500
8.250
8.243
8.022
8.000
Cueva del Reguerillo (Madrid)
Otsabide(Vizcaya)
Torca del Sedo-La Cuevona-T . de Oñite(Cantabria)
Solencio de Bastarás(Huesca)
Sistema del Jitu(Asturias)
Sistema Errekas c 4Alava)
-•
>7.000 m
37.
38.
7.818
7.550
Complejo Hundidero -Gato(Málaga)
Cova Cuberas(Lérida)
39.
40.
41.
7.228
7.010
7.000
Sistema del Mort ero de Astrana(Cantabria)
Cuevas Sopladoras -Cueva del Agua(Cantabria)
Arrikrutz( Guipúzcoa)
> 6.000 m
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
6.790
6.500
6.500
6.315
6.315
6.100
6.000
Sistema de la Cubada Grande(Burgos)
Cova do Rei Cintolo(Lugo)
Torca del Mostajo (Cantabria)
Cueva de Don Justo(Sta. Cruz de Tenerife)
Ormazarretako teizea-Larretxikiko Leizea(Navarra)
Cueva de los Verdes(Las Palmas de Gran Canaria)
Cueva del Cobre(Palencia)
-
>5.000m
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
5.900
5.812
5.787
5.700
5.473
5.400
5.075
5.038
5.000
5.000
5.000
Sistema de la Vegalonga (Asturias)
Sumidero de Monticueva(Cantabria)
Cueva de la Harza de Hoyo Grande (Cantabria)
Sima 56 de Andara(Cantabria)
Cueva de4l Linar(Cantabria)
Pagoluzietako Leizea(Vizcaya)
Cueva de Basaura( Navarra)
Sistema 8 . 15-Fuente de Escuaín(Huesca)
Aixako Suloa(Guipúzcoa)
Torca de la Calaca-Mo rt ero del Crucero(Cantabria)
Cueva del Pue rto(Murcia)
-"-
CAP.9. - EL ESPACIO SUBTERRÁNEO KARSTICO EN ESPAÑA
Tabla 3.- CAVIDADES MAS PROFUNDAS (>500 m) (Según PUCH, 1989)
> 1.000 m
1
2.
3.
4.
-1.408
-1.381
-1.342
-1.179
Ilaminako Ateenelo Leizea(Navarra)
Sistema del Trave(Asturias)
Sistema de la Piedra de San Martín(Navarra - 64 F)
Sistema Arañonera(Huesca)
5.
-1.169
Sistema 56 de Andar a(Cantabr la)
6.
7.
-1.151
-1.135
Sistema B. 15 - Fuente de ESCUain(HUeSCa)
sistema del Jitu(ASturias)
8.
-1.098
Sima G. E. S.M.(Málaga)
> 900 m
10.
]l.
12.
-986
-939
-910
Pozo de Cuestalbo (M.2)(León)
Pozu Cabeza Muxa(Asturias)
Torca del Jou de Cerredo(Asturias)
> 800 m
13
-867
Pozu del Porru la Capilla(Asturias)
14.
15.
16.
17.
18.
-831
-830
-825
-815
-810
Torca del Cueto de los Calabreros(Cantabria)
Sima C.9 del Torrente de la Payón(Huesca)
Garma ciega-Sumidero de Cellagua(Cantabria)
Sima del Cueto-Coventosa-Cuvera(Cantabria)
Sistema de Cemba Vieya(ASturias)
-792
-785
-758
-723
714
-711
Torca de la M ina Tere(Cantabria)
Pozu del Ojo de la Bruja(Asturias)
Torca Tejera(Asturias)
Troca de( Pico Deboro(Cantabria)
Cueva Buchaquera(Huesca)
Sistema de Anelarra(Navarra)
25.
-690
Torca Llorosa(ASturias)
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33
34.
35.
-655
-650
-640
-640
-624
-619
-614
-613
-608
-604
Sistema de Conjurtao(Asturias)
Pozo de la Celada(León)
Grallera de Fénez(Huesca)
Pozu los Gorrinos-Pozu' 1 Prau la Fuente(Asturias)
Pozu1 Trave Rolamuela(Asturias)
Pozu del Jou Luengu(Asturias)
Red de Toneyo(Asturias)
Torca del Llagu las Moñetas(Asturias)
Sistema de la Torre de Altaiz(Cantabria)
Grallar del Sarronal(Huesca)
-598
-597
-594
591
-589
-582
-580
-579
-576
-563
552
-550
-546
-545
-540
-522
-518
-508
-505
-505
-503
-501
Grallera del Tallón(Huesca)
Pozu Cebo 1leda(ASturias)
Pozu Jorcada Blanca-Pozu las Perdices(ASturias)
Sistema de la Mina Sara(Cantabria)
Torca de las Pasadas(Cantabria)
Pozu del Redondu(Asturias)
Sistema Sabadell(Huesca)
Torca de Bernallán(Cantabria)
Ormazarretako Leizea-Larretx ikiko Leizea(Navarra)
Sistema Feliz Ruiz de Arcaute(Huesca)
Sistema del Mortero de Astrana(Cantabria)
Torca cz.3(ASturias)
Sistema de Alba(Huesca)
Pozu les Cuerries(Asturias)
Pozu de la torre de Enmedio(Asturias)
Gazteluko Urzuola 1(Guipúzcoa)
Cueva del Viento(Sta. Cruz de Tenerife)
Grallera del Puerto de Gistáin(Huesca)
Sumidero del Hoyo Salzoso(Cantabria)
Si] de Oliseda(León)
Sima del Tobozo(Navarra)
Sima Bufona(Huesca)
> 700 m
19.
20.
21.
22.
23.
24.
> 600 m
> 500 m
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45,
46.
47.
48
49.
50.
51
52.
53.
54,
55.
56.
57.
11
12 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
Tabla 3.- PRINCIPALES CAVIDADES KARSTICAS EN YESO ESPANOLAS
DESARROLLO SUPERIOR A 500 METROS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Sistema cueva del Agua, Sorbas, Almería4.511 m
Sistema Covadura. Sorbas, Almería4.252 m
Cueva de Pedro Fernández. Estremera, Madrid3.200 - 4.000 m
Cueva del Tesoro. Sorbas, Almeríal.890 m
Cueva del Yeso. Bena, Córdobal.343 m
Sistema del Peral. Sorbas, Almeríal.800 m
Complejo 50-21/32. Sorbas, Almeríal.360 m
Túnel del Sumidor, Vallada, Valencial.250 m
Cueva-Sima del Negro. Antequera, Málaga 1.235 m
Sistema del Rotgers. Borreda, Barcelonal.100 m
Cueva del lapo. Sorbas, Almería1.075 m
Cueva del Yeso. Sorb' : Almeríal.050 m
Complejo V-3N-4. 5
as, Almería960 m
Sima del Campame. . Sorbas, Almería825 m
Cueva de la Mosoquera. Beuda, Gerona800 m
Sima del Corral. Sorbas, Almería800 m
Complejo GEP/SO-30. Sorbas, Almería720 m
Cueva del Yeso III. Antequera, Málaga709 m
Cueva Juncar I. Antequera, Málaga704 m
Sima Lagunillas VIII. Antequera, Málaga615 m
21.
Cueva Yesares I. Sorbas, Almería548 m
PROFUNDIDAD SUPERIOR A LOS 100 METROS
1.
Túnel del Sumidor.V¿
2.
3.
Sima del Corral, Cuevb-2. Sorbas, Almería-130 m
Sistema Covadura. Sorbas, Almería-126 m
4.
5.
Sima del Campamento. Sorbas, Almería-122 m
Sima Aguilla I. Antequera, Málaga-112 m
la, Valencia-198 m
--
--
--
CAP.9. - EL ESPACIO SUBTERRÁNEO KARSTICO EN ESPAÑA
13
Tabla 4. GRANDES POZOS EN EL INTERIOR DE CAVIDADES KARSTI CAS ESPAÑOLAS. ( Según
PUCH, 1989)
NQ Orden
Desnivel del pozo Nombre pozo/Cavidad/Localización / Coordenadas
1.
P 320 m
SIMA DE SAN MARTIN
Sistema de la Piedra de San Martín
(Larra , Isaba , NAVARRA)
X 682 , 1 10 Y 4.759, 940 Z 1717 m
2.
P 309 m
POZO VICENTE ALEGRE
Sima del Trave
(Macizo de los Urrieles, Cabrales, ASTURIAS)
X 12 10' 15" Y 434 13' 13" Z 1924 rn
3
P 308 m
Segundo gran pozo
Sil de Oliseda
(Macizo del Cornión, Posada de Valdeón, LEON)
X Y
Z 2200 m
4.
P 306 m
POZU TRAS LA HAY AID A
(Macizo del Cornión , Onís, ASTURIAS)
X 14 14' 43 " Y 434 13' 49" Z 1730 m
5.
P 302 m
SIMA DEL CUETO
Sima del Cueto-Coy entosa-Cuv era
(Peña Lavalle , Arredondo , CANTABRIA)
X 449,450 Y 4.789, 300 Z 980 m
6.
P 281 m POZO DE LOS CULEBRONES
(Sistema de la Mina Sara)
(Macizo de Andara , Cillórigo - Castro , CANTABRIA)
X 44 42 ' 14" Y 434 12' 25" Z 1820 m
7.
P 277 m
GRALLERA DE GUARA
(Sierra de Guara , Nueno, HUESCA)
X 734,130 Y 4. 684, 760 Z 1700 m
8.
P 274 m
TORCON OELAYA ( sin.: CL . 111 12)
(Canal de Laya , Arredondo , CANTABRIA)
X 444,690 Y 4.791, 350 Z 675 m
9.
P 250 m
POZU GRANDE DEL COLLADO VERDE (sin.: FP. 124)
(Macizo del Cornión, Amieva, ASTURIAS)
X 19 18' 35" Y 432 12' 38" Z 1830 m
10
P 247 m
GRAN AB15U
Pozu Cabeza M ux a
(Macizo del Cornión , Onís, ASTURIAS)
X 12 !3' 47"
15'02"
Z1504m
Y 432
14 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
mundo es la Cámara de Sarawalc, con un volumen de 20 Hm3 (700 metros x 400 metros, con
una altura mínima de 70 metros), situada en una
cavidad de la isla de Borneo.
La cavidad con mayor desarrollo del país es el
Complejo de Ojo Guareña, situado en la
Merindad de Sotoscueva (Burgos), m casi 100
kms de desarrollo conocido y 89.07i metros topografiados. Se desarrolla en calizas y dolomías
Cretácicas; posee 10 entradas y su planta constituye un enrejado de galerías horizontales, según
las directrices E-W y N-S. Es destacable el hecho
,...
P 320
de que 90 kms de galereías se ubican en una superficie de sólo 5 km-, y los 100 kms totales en 15
km'.
SIMA DE LA PIEDRA
Otra cavidad notable, por poseer uno de los
volúmenes subterráneos más importantes de
'°°
DE SAN MARTIN
Navarra
no
5^
i
no
España , es la Torca del Carlista (entre Vizcaya y
Cantabria), con 349 metros de profundidad, excavada en calizas Cretácicas; en su interior, la Sala
del GEV alcanza los 100 Hm3 de volumen.
--
--
--
Otros volúmenes importantes se localizan en la
Cueva de Nerja ( Málaga ), con salas de 12.000 m"
de superficie, la Cueva del Aguila, en Avila
(17.000 m), la Cueva Fresca (Cantabria), con la
--
Sala Rabelais, de casi 13.000 m', y la Cueva de
Guesaltza (Guipuzcoa), con dos salas de 5.000 m-
-•
y casi 9.000 m'.
Figura 3. Gran Pozo de entrada en la Sima de la Piedra de San
Martín (Navarra). (Según PUCH, 1987).
res pozos de las cavidades españolas.
También existen grandes salas (volúmenes
contínuos) en algunas de las cavernas españolas;
de hecho, la 3° sala mayor del mundo se encuentra a caballo entre Francia y España, en el
Sistema de la Piedra de San Martín. Es la sala de la
Verna, con unas dimensiones de 200 metros por
120 metros y unos 100 metros de altura.
La
ayor sala subterránea conocida en el
3. EL CONOCIMIENTO DEL KARST EN
ESPAÑA
Los primeros estudios sobre el karst en España
fueron recopilaciones sobre las cavidades conocidas hasta el momento. El primero que sintetizó
estos datos (junto a otra información enorme y
variada) fue MADOZ en su monumental
"Diccionario Geográfico".
Posteriormente, CASIANO DE RADO en 1869,
introduce en su obra sobre Geo�ogía y Geografía
de la provincia de Madrid un apéndice titulado
'Noticia sobre cavernas y minas primordiales de
-
-
CAP.9. - EL ESPACIO SUBTERRANEO KARSTICO EN ESPAÑA
Figura 4.Topografla sintética de la cavidad ojo Cuareña (Burgos). Según PUCH, 1987)
Figura S. Planta y alzado de la Torca del Carlista. (Según PUCH, 1987)
15
16
usos Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
España ", donde realiza un breve inventario de las
cuevas conocidas .
4. LOS USOS DEL ESPACIO
SUBTERRANEO KARSTICO
Fue PUIG Y LARRAZ EN 1896, quién realizó la
primera gran obra sobre las cavidades españolas :
Como hemos podido observar, dento del espacio subterráneo kárstico existen dos tipos de vací-
"Cavernas y Simas de España", publicado en el
Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de
España (T. XXI, pp 1-392. Madrid), compilando
por experiencias directas o indirectas una relación
muy extensa de cavidades, indicando la situación
y una somera descripción , con referencia a las características geológicas de los terrenos donde se
abrían las cavidades .
os: las cavidades y la red de fisuras . En función de
esta distinción y de la presencia o no de rellenos
(sedimentos o fluidos), serán factibles o no los diferentes usos posibles del subsuelo del karst.
Desde final del siglo XIX hasta pasados 3/4 del
siglo XX no se volvió a hacer ninguna recopilación
sobre las cavidades naturales españolas .
A principios de la década de los ochenta TALLADA Y FERI,,ANDEZ ( 1982) publican el catálogo
denominado "Grandes cavidades españolas ", editado por la Federación Española de Espeleología .
Recientemente , PUCH ( 1987) ha publicado
tías de las granuna monumental obra titulad
des Cavidades españolas", d, ..• se incluye información referer - a todas las -.levas conocidas de
más de 3 . 000
-ros de desarrollo y las simas de
)s de profundidad , así como sus
más de 300 r
respectivas topografías.
En la tabla adjunta se han recopilado todos los
usos conocidos el espacio subterráneo kárstico,
diferenciando aquellas aplicaciones que aprovechan las cavidades y/o la red de fisuras; asímismo,
se especifica su frecuencia de aplicación (escasa,
frecuente , muy frecuente ) y, por último, se ofrecen algunos ejemplos conocidos, bien en países
extranjeros , o bien, si se da el caso, en España.
los usos se han clasificado en 16 grupos de
"usos genéricos "; dentro de ellos, a su vez se han
distinguido 46 aplicaciones particulares, de las
que algunas se recogen a título testimonial, advirtiendo que están absolutamente prohibidos y severamente castigados por la Ley.
--
--
--
Se detalla a continuación, la relación de usos
más impo rtantes del espacio subterráneo kárstico:
4.1. Abastecimiento de agua
En el ámbito de publicaciones periódicas y
Congresos las investigaciones sobre el karst han
estado dirigidas en los últimos años, como han
puesto de manifiesto LOPEZ Y DURAN ( 1988), en
cuanto a temática , h -ia la hidroqu mica e hidrodinámica, y, en lo re'ativo a distribución geográfica, los estudios se han centrado en las Cordilleras
Béticas , Cantábrica , Pirineos e Ibérica .
En la actualidad existen numerosas publicaciones espeleológicas, editadas bien por clubes o
bien por algunas de las distintas Federaciones
Territoriales de Espeleología existentes, donde se
dan cuenta de los resultados obtenidos y de las
exploraciones en curso .
-Cuando los volúmenes subterráneos están rellenos por agua a pa rt ir de una cie rt a cota (nivel
freático), el espacio subterráneo kárstico se transforma en un acuífero de gran interés hidrogeológico, pudiendo ser explotado para abastecimiento
de núcleos urbanos, usos agrícolas e industriales.
En España sombeados al año del orden de
2.000 hm3
ua procedente de los acuíferos
kársticos, lo y - ` hace de este tipo de uso del karst
el más importante desde el punto de vista económico.
la explotación de los acuíferos kársticos aporta
numerosos beneficios, pero, al mismo tiempo,
-.
CAP.9. - EL ESPACIO SUBTERRANEO KARSTICO EN ESPAÑA
puede plantear diversos problemas: por un lado,
la propia heterogeneidad de la arquitectura subterránea del karst hace que los rendimientos obtenidos entre sondeos cercanos pueda ser, a veces,
muy desigual ( e incluso nulos), malográndose inversiones ; por otro, la sobreexplotación de acuíferos kársticos puede crear problemas geotécnicos y
ambientales . Entre los primeros destacan la generación de subsidencias, hundimientos y colapsos
17
desarrolló la espeleología moderna . Fue precisa¡rente Martel quien la introdujo en España, en el
cambio de siglo; no obstante, hasta los años 60
no registró un auge importante.
En la actualidad , la Federación Española de
Espeleología (constituida en 1982) agrupa más de
220 clubes, con un total de 5.100 espeleólogos
repartidos por todas las provincias españolas.
por depresión brusca del nivel freático, como ocu-
rrió el Pedreguer (Alicante), en 1982, con la creación de un sima de 72 metros de profundidad y
más de 150 m" de superficie (GARAY, 1986); en
lo relativo a problemas ambientales, citar la crítica
situación generada en el Parque Nacional de las
Tablas de Daimiel por la sobreexplotación del
acuífero de las calizas pontienses manchegas, con
descenso generalizado de la lámina de agua y desecación de las "tablas " o zonas húmedas del
Parque .
Otro problema adicional lo constituye la intrusión marina en acuíferos kársticos costeros (ver
BURILLO, DURAN Y PEINADO , 1988), especialmente sensibles a los problemas de sobreexplotación. En algunos países (Yugoslavia ), esta situación ha dado lugar a la realización de actuaciones
estructurales ( presas subterráneas , por ejemplo)
que impiden el avance del flujo marino tierra
adentro, de gran envergadura económica .
4.2. Uso depo rt ivo
Al igual que la zona freática del karst es usada
mayoritariamente para la explotación del agua
subterránea , la zona vadosa , en lo relativo a las
cavidades accesibles al hombre , tiene como uso
principal la realización de un deporte : la espeleología.
La Espeleología, entendida como la exploración deportiva de las cavidades es un deporte relativamente reciente . Se realizó de manera esporádica hasta el siglo XVII, y no fue hasta finales del
siglo XIX ( con Edouard Alfred Martel , abogado
parisino, como su principal precursor) cuando se
En general , las regiones con mayor actividad
espeleológica son aquellas con macizos kársticos
que poseen grandes cavidades horizontales (cuevas o complejos importantes ) o verticales (simas).
Otra faceta, aún más reciente y cada vez más
extendida de la práctica espeleológica es el denominado espeleobuceo. Consiste en la exploración
de cavidades totalmente inundadas de agua, con
métodos propios del submarinismo . Esta actividad, comenzó después de la Segunda Guerra
Mundial, con el desarrollo de los equipos de buceo, en Francia y Australia. Es un deporte de alto
riesgo ; sirva como ejemplo el hecho de que entre
1960 y 1980, las cuevas sumergidas de Florida se
cobraron 234 víctimas entre los espeleosubmarinistas.
En España (donde la primera exploración de
una cavidad subacuática se realizó en 1954, en la
surgencia catalana de la Falconera) existen importantes cavidades donde se practica el espeleosubmarinismo:
Túnel de la Atlántica ( Lanzarote),
con 1620 metros de recorrido y 64 metros de profundidad . Es un túnel de origen volcánico que se
introduce en el mar.
El Pozo Azul (Burgos ), con 700
metros de desarrollo y 20 metros de profundidad.
Otras cavidades inundadas son la Cova del
Moraig (Alicante ), el Nacimiento del Río Segura
(Jaén ) y la ya citada surgencia de la Falconera, en
Barcelona.
18 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
4.3. Uso turístico
posterioridad a la 2° Guerra Mundial ), hacia mediados del sigo XVIII. El boom turístico fue de tal
calibre que el año 1872 se llegó a instalar un
Las cavidades naturales siembre han ejercido
una gran fascinación sobre el hombre ; la presen cia de concreciones con formas extrañas , asimila-
ferrocarril de vía estrecha en el interior mismo de
la cavidad . Las cifras de visitantes rondaban entonces los 8.000 turistas/año.
bles a los más variados animales mitológicos o a
los productos más exóticos de la fértil imaginación
A finales de siglo, se extiende a otros países
-•
de los primeros " turistas" de las cavernas, junto
europeos el fenómeno (Francia , con la Gruta de
con una cierta mezcla de atracción y miedo a lo
abierta
en
1889),
Padirac,
desconocido, y la evidente oscuridad del mundo
subterráneo, ha proporcionado una buena y surLos primeros decenios del siglo XX fueron de
-gente
mezcla para el auge del turismo subterrá un fervor turístico inusitado en las cavidades de
los
tiempos.
todos
neo en
los EE . UU., donde en el siglo XIX habían llegado a
`-'
tener cavidades habilitadas con 40.000 visitanSin embargo, el uso turístico en sentido estrictes/año.
to de las cavidades es un fenómeno reciente. La
primera cueva habilitada para su visita turística
`También en España , en el siglo XVIII se tienen
fue la de Adelsbérg (posteriormente denominada
noticias de visitas más o menos continuas a cie rtas
Postojna Jama, o Cueva de Postojna, cuando
Eslovenia pasó aformar parte de Yugoslavia con
1
cavidades notables, como la Cueva de Atapuerca,
en Burgos, y más tarde, en el siglo XIX, la Cueva
�
•
•
(j
�
o
•
Figura 6. Distribución de las principales cavidades turísticas de España
jt
19
CAP.9. - EL ESPACIO SUBTERRÁNEO KARSTICO EN ESPAÑA
de Doña Trinidad, en Málaga.
A principios del siglo XX, el descubrimiento de
las Cuevas del Drach, en Mallorca, y su rápida habilitación, dio pie a la primera gran cavidad turística española. De cualquier manera , el turismo sub-
Además de estas cavidades turísticas con flujo
masivo de visitantes, existen otra con importantes
restricciones en cuanto al número de visitas, en
función de problemas ambientales para la conservación de la propia cavidad o de los restos arqueológicos o de arte rupestre existente en su inte-
terráneo masivo comenzó en los años 60,
coindiciendo con el auge del turismo extranjero
rior.
en España. Desde entonces hasta la actualidad
son numerosas las cuevas habilitadas para su visita turística.
Un ejemplo podría ser la Cueva de El Buxu, en
Cangas de Onís (Asturias) donde sólo se permite
la entrada a 25 visitantes al día, o la misma Cueva
A nivel comparativo es interesante mencionar
la situación actual en otros países. Así, por ejemplo en los EE.UU., del orden del 1 % de las cavidades conocidas están abiertas al turismo, y de estas, el 10% están sometidas a algún tipo de
protección especial. Los ingresos brutos por las visitas a las cavidades son del orden de los 7.000
de Altamira, la cual tras un período de turismo
masivo tuvo que ser clausurada durante unos
.'años, y sometida posteriormente al estricto régimen de visitas restringidas que rige en la actualidad. Análogos problemas de conservación pasó,
en su momento, la famosa cueva prehistórica
francesa de Lascaux.
millones de pesetas/año.
4.4. Usos Agropecuarios
Hungría, por ejemplo, con sólo 9 cavidades habilitadas al turismo, ha mantenido un ritmo de visitantes en la década 1975-1985 en torno a los
800.000 visitantes/áño.
En España, el número de visitantes, si bien es
difícil de evaluar por la falta de estadísticas oficiales, debe encontrarse en torno al millón de turistas/año, con unos ingresos directos brutos de
unos 500.000.000,-Ptas/año.
Las principales cavidades turísticas españolas
se sitúan obviamente en aquellas zonas donde se
conjugan a la vez la existencia de cavidades importantes y la presencia de un flujo turístico intenso. Especial relevancia tienen, en este sentido, Las
Islas Baleares, con cavidades turísticas en todas las
islas mayores, destacando el conjunto de las
uevas del Drach, Hams y Artá en el NE de la Isla
Cuevas
Mallorca; también destacan algunas provincias
y comunidades como Asturias, Cantabria, Málaga
y la Comunidad Valenciana, donde se sitúan vacavidades turísticas de importancia; un ejemplo claro es la Cueva de Nerja , con un flujo estival
de hasta 6.000 visitantes/día.
Genéricamente, constituyen uno de los usos
tradicionales de las cavidades kársticas naturales
en ciertas regiones. Cuatro son básicamente los
aprovechamientos más importantes:
Cultivo de champiñones y otras
setas; se realiza en bateas de madera colgadas en
las paredes , en sacos de tierra situados en el suelo
de la cavidad, o en balas de paja apiladas.
Condiciones indispensables para el buen desarrollo de las setas son el alto contenido en humedad
relativa ambiental y la oscuridad, típicas ambas de
las cuevas . Este uso está ampliamente extendido
en España en numerosas provincias.
En otros países también se ha encultivo de legumbres y hortalizas subte-
sayado
rráneasel
, con un éxito relativo hasta el momento.
Curación de quesos. La fermentación y curación de cierto tipo de quesos tienen
lugar en ambientes subterráneos; así, por ejemplo, el célebre queso de Roquefort se elabora en
el interior de cavidades francesas. De igual mane-
20 USOS Y POSIBILIDADES DE! ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
ra, en España, el queso de Cabrales (Asturias) precisa del espacio subterráneo para su elaboración.
Su fermentación y curación se produce en cuevas
("la cueba'I quesu"), con temperaturas bajas y
humedades relativas superiores siempre al 80 %.
Un ejemplo de cavidad utilizada
para este fin es la Cuieva de Vieya-Cueva de los
Quesos, en Carreña de Cabrales, conocida desde
finales del siglo pasado y utilizada desde 1913 algunas de sus bocas para la elaboración y el almacenaje de quesos.
La producción anual de queso de
Cabrales estaba en 1983 en torno a los 60.000
klos anuales.
Vinos; también para la maduración de ciertos vinos el ambiente subterráneo es
de gran utilidad. Así, en algunas zonas vitivinícolas españolas (y de otros países, como Francia) se
utilizan cavidades naturales como bodegas (La
Rioja, Cataluña).
Recolección de nidos de aves;
constituye una aplicación más bien de tipo "gastronómico": en algunos paises tropicales (India,
Filipinas) se recolectan los nidos de las salanganas,
aves que realizan sus nidos sólo con salida , utilizándolos para preparar la exquisita "sopa de nidos de golondrinas".
--
--
4.5. Usos científicos
Las aplicaciones científicas del endokarst son
variadas. El uso principal es la ubicación en las
propias cavidades de laboratorios subterráneos,
dedicados fundamentalmente a investigaciones
de tipo biológico (el endokarst es rico en flora y,
sobre todo, fauna , autóctonas de gran interés
evolutivo y genético), o de tipo hidrogeológico y
climático. También se han realizado experiencias
científicas de tipo médico, fisiológico, psicológico
A
1
Á
t
Figura 7. El complejo La Vieya-Los Quesos (Asturias). (Según PUCH, 1987)
--
--
CAP.9. - EL ESPACIO SUBTERRANEO KARSTICO EN ESPAÑA
y sociológico, de carácter más puntual.
En la actualidad funcionan laboratorios subte-
rráneos en Estados Unidos, Hungría y Francia. En
España, se había pensado ubicar uno en la Cueva
del Agua (Granada). Sin que aún se haya tomado
una decisión clara al respecto.
Otro uso científico paralelo de los laboratorios
subterráneos en cavidades naturales podría ser el
estudio de las radiaciones cósmicas en el subsuelo; en la actualidad este tipo de investigaciones se
realizan en España en túneles de ferrocarril abandonados.
Otra utilidad muy específica desde el punto de
vista científico es la aplicación de técnicas modernas de investigación neosismotectónica en el interior de cavidades kársticas. Así, por ejemplo, en
Italia se han realizado trabajos de ampliación del
registro histórico sísmico de una región en base a
la datación absoluta de anomalías bruscas en las
direcciones de los ejes de crecimiento de las estalagmitas de ciertas cavidades.También la instalación de medidores de radón en cavidades habilitadas al turismo en regiones sísmicamente activas
podrían ayudar a la predicción temprana de terremotos.
Un campo de estudio interesante en los últimos años es el estudio de los espeleotemas de las
cavidades kársticas (y los travertinos del exokarst),
mediante técnicas de datación absoluta y análisis
isotópicos, con el objeto de realizar reconstrucciones paleoclimáticas regionales. En España, se han
realizado algunos trabajos en esta línea, sobre todo en la provincia de Málaga.
4.6. Usos culturales
Bajo esta denominación se han agrupado varias aplicaciones de carácter muy diverso. Por un
lado, se ha considerado un uso cultural la realización de espectáculos diversos en ciertas cavidades.
21
Ya en 1850 se ofreció un recital de violín en
una cueva de EE.UU., por parte del famoso violinista noruego Ole Bull.
Actualmente, en la cueva de Meziad, en
Rumania, se pretende instalar un anfiteatro con
capacidad para 300 personas donde ofrecer música instrumental y vocal, dadas sus especiales características acústicas.
En España también existen aprovechamientos
musicales de algunas cavidades. En la Cueva de
Nerja (Málaga), se ofrecen en la sala denominada
"del Ballet", espectáculos diversos de danza clásica, conciertos, etc. También en la cueva del Drach
(Mallorca) se ofrecen espectáculos musicales. Por
último, en la Cuevona (Ribadesella, Asturias), situada junto a la cavidad turística de Tito Bustillo
' (famosa por sus pinturas rupestres) se piensa instalar un auditorio, iluminado con luz natural, para
conciertos musicales.
Otro uso cultural es la habilitación de cavidades como Museos Subterráneos, bien naturalísticos o históricos-etnográficos. Así en EE.UU., por
ejemplo, existen 10 museos ubicados en el subsuelo.
En España, existen conatos de aprovechamiento museístico en algunas cavidades, con exposiciones de materiales arqueológicos, paleontológicos e históricos, de cierto valor pedagógico, pero
sin una concepción unitaria como verdaderos museos.
Por último, también se ha recogido como uso
cultural la declaración de Espacios Naturales protegidos de ciertos ámbitos subterráneos kársticos.
Este espíritu proteccionista del medio subterráneo
tubo su embrión en EE.UU., donde en la actualidad existen 3 Parques Nacionales Subterráneos, 8
Monumentos Nacionales y 12 Parques Estatales.
En España tan solo posee este carácter de espacio subterráneo protegido el Karst en yesos de
Sorbas, situado en la provincia de Almería, decla-
22 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRÁNEO EN ESPAÑA
cado recientemente Parque Natural por la Junta
de Andalucía. Como característica singular puede
minería del plomo existente en el interior
cc
de cuevas de las Colinas de Mendip.
citarse su alta densidad de karstificación, con casi
700 cavidades conocidas en tan solo 14 km" de
En América, los "indios" de la región kárstica
superficie; algunas de estas c. idades alcanzan los
5 km de desarrollo (Cueva de. Agua), encontrándose entre los mayores desarrollos mundiales en
las cavidades conocidas en materiales yesíferos,
Además, e-"sten otras c ;dades protegidas
por estar ubic¿::jas dentro de jpacios naturales, si
bien su protección real es escasa . También en virtud de las leyes de conservación del patrimonio
arqueológico e histórico existen cavidades protegidas, si bien su estado de conservación no siempre es el deseable.
Por último, algunas cavidades en sí mismas son
verdaderos pu-- os de interés geológico, y como
tal deberían de.. ararse espacios protegidos dentro
de las figuras que la propia ley española establece
("Monumentos Naturales").
4.7. Usos mineros
El karst, tanto subterránea como superficialmente presenta un alto interés en cuanto al aprovechamiento de los recursos minerales ligados a
él. Muchos yacimientos minerales tradicionalmente tenidos como de orígenes diversos están siendo
reinterpretados en la actualidad en relación con
procesos y morfologías kársticas.
Los vacíos subterráneos kársticos (y en ocasiones las depresiones cerradas o los megalapiaces
superficiales) constituyen trampas para muchas
mineralizaciones de tipo sedimentario, de alteración o hidrotermales.
Se han citado centenares de especies minerales generadas o contenidas en el medio subterráneo kárstico (ver por ejemplo, HILL AND FORTI,
1986), alcanzando a veces las concentraciones minerales la categoría de yacimiento.
Los comienzos de las explotaciones minerales
ligadas al karst son del siglo XVII, en Inglaterra,
-.
de Kentucky han extraído diversas sales del interior de las cavidades para sus pinturas durante
cientos de años. A finales del siglo XVIII eran ya
los colonos los que aprovechaban el salitre enriquecido en nitratos del suelo de las cuevas para
hacer pólvora. Dos de las grandes cavidades de
los EE.UU. (y del mundo), la Mommoth Cave y 1
Carlsbad Cave , se han explotado a finales del s
glo XIX y principios del XX, respectivamente, para
extraer guano, procedente de los excrementos de
--
--
--
los murciélagos cavernícolas.
En 20 años se llegaron a extraer 90.000 toneladas de guano de una sola de estas cavidades.
Esta aplicación (la explotación del guano con
fines básicamente agrícolas ), se encuentra exten-ja por numerosos países tropicales y subtropicales, especialmente ricos en estos valiosos depósitos subterráneos de fosfatos, procedentes bien de
murciélagos o de otras aves (salanganas y guácharos; las primeras existentes en la región entre
Filipinas y la India , los guácharos de América del
Sur).
-
Estas últimas aves también se aprovechan para
la elaboración de aceite.
Además de esta peculiar categoría de e
ción minera existen otras tres aplicaciones
lares:
-ta-
La explotación de mineraliza-i'nes, asociadas, en general, a paleokarsts . Así,
vidades rellenas total o parcialmente son "vaciadas" de su contenido mineral. A veces, las
cavidades existentes (no rellenas), sirven de vías
de acceso a las bolsadas de mineral o son cortadas por las galerías, como ocurre en algunas minas de la provincia de Málaga (Mina de Hierro de
Benalmádena ) o en Cantabria (Cuevas del
Rescaño y del Soplao, intersectadas por galerías
--
CAP.9. - EL ESPACIO SUBTERRANEO KARSTICO EN ESPAÑA
mineras de explotaciones de Zinc).
Son numerosísimos los yacimientos minerales ligados al karst en explotación, tanto en el extranjero (Polonia, EE.UU., Gran Bretaña,
Italia, etc.), como en España. Una recopilación de
las principales mineralizaciones kársticas más importantes españolas pueden encontrarse en GALVEZ (1985).
También el espacio subterráneo
kárstico (las cavidades libres de sedimentos) pueden ser utilizadas para extraer materiales canterables. Tres son las materias extraíbles: calizas en
bloques, de las propias paredes de la cavidad; yeso, en el caso de cavidades en formaciones yesíferas; y "falsa ágata", o calcita en bloques para su
utilización como roca ornamental.
En España son escasas las cavidades utilizadas para este fin, (por ejemplo, la Cueva
del Tesorillo, en Marbella , provincia de Málaga ).
En otros países existen explotaciones puntuales de gran envergadura e importancia económica.
Mencionar, por último, un uso a
destacar, por lo negativo: la recolección de muestras de minerales en el interior de las cavidades.
Básicamente, la "recolección" consiste en el saqueo incontrolado de los espeleotemas (estalacticas, estalagmitas , cristalizaciones en gours, etc.)
de las cavidades, con el consiguiente deterioro de
las mismas.
Estas acciones (que producen
pingües beneficios a sus autores y a los comerciantes que trafican con el producto del vandalismo subterráneo), están terminantemente prohibídas en la mayor parte de los países civilizados, y la
transgresión de esta prohibición está fuertemente
penada por la ley.
En España son numerosas las ca
vidades totalmente degradadas por la avidez de
numerosos "coleccionistas", y es tristemente des-
23
tacable el caso de las cavidades encontradas en el
curso de la explotación de la cantera "Navarro"
en las cercanías de la ciudad de Málaga, que durante mucho tiempo fueron el punto de mira de
saqueadores subterráneos que hicieron presa en
las bellísimas cristalizaciones de calcita allí existentes, hasta su destrucción total. También en
Navarra y Cantabria existen cavidades totalmente
destruidas por causas semejantes.
4.8. Usos bélicos
Estratégicamente, una cavidad natural es un
espacio disponible en tiempo de guerra para los
más variados fines.
Las cavidades de la zona entre Italia y
Yugoslavia fueron utilizadas como hangares para
aviación militar durante la II Guerra Mundial; otras
cavidades lo fueron como hospitales y refugios
para la población civil (El Sistema SpipolaAquafreda, en Bolonia , Italia; o la Cueva de
Ardales, en Málaga ); como cárceles y lugares de
ocultación de personas ("zulos" en el País Vasco,
por ejemplo).
También, en tiempo de paz, han sido utilizadas
como almacenes de material militar diverso, sobre
todo en lugares de importancia geoestratégica,
como ocurre en el Peñón de Gibraltar, donde se
han habilitado cavidades kársticas naturales, junto
con túneles artificiales, para su aprovechamiento
militar. En territorio español, la Cueva de
Cullalvera en Cantabria fue, en su momento, destinada a este uso.
En la mayor parte de los países desarrollados,
existen inventarios de cavidades (sobre todo de
aquellas de gran volumen y fácil acceso) de cara a
eventuales usos militares (almacenes y refugios,
fundamentalmente).
Un uso peculiar es la instalación de bases de
submarinos en cavidades costeras inundadas. El
perfil de las costas españolas y la presencia de algunas grandes cavidades subacuáticas podrían re-
24 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
sultar interesante a estos fines .
4.9. Usos infraestructurales
po los riesgos de inundación y procedierído, al
tiempo , a la recarga de los acuíferos kársticos.
Algo similar se realiza en Francia, Suiza y Grecia
con el acondicionamiento de simas para el drenaje de poljes, evitando el peligro de inundaciones.
Bajo esta denominación se agrupan aquellos
usos del espacio kárstico subterráneo que tienen
relación con las vías de comunicación , las obras
públicas y el urbanismo.
Pueden destacarse las siguientes aplicaciones:
Túneles en carreteras y/o ferrocarriles . Algunos fragmentos de sistemas subterrá neos se han acondicionado para el trazado de infraestructuras viarias lineales que atraviesan
macizos kársticos. Así, por ejemplo, existen carreteras que aprovechan galerías naturales en Francia
(Carretera Nacional 119, en la gruta del Mas
t. Azil, en Ariége) y, Australia ( Gruta de Jenolan ).
En España son numerosos los ejemplos de obras
l:: eales que han atravesado cavidades, pero no se
ha llegado a modificar su diseño para aprovechar
el trazado de las redes subterráneas.
Redes de saneamiento .
El carácter " colector" de las cavidades kársticas ha motivado la utilización de estas, en ocasiones, como redes de saneamiento.
En muchos casos, las altas probabilidades de
escapes hacia las aguas subterráneas han generado problemas serios de contaminación , haciendo
desaconsejable este tipo de uso. La localidad de
Lekeitio (Vizcaya) puede ser un ejemplo de utilización de la red kárstica subyacente al núcleo urbano para evacuar las aguas residuales hacia el mar.
Otro uso de tipo infraestruct_ 1 ' 31
puede ser la utilización de grandes cavidades Í.
ticas existentes en los macizos adyacentes a aiy:.
nas presas de laminación de avenidas fluviales para la evacuación de aguas de crecidas; de esta
manera , el espacio subterráneo kárstico podría ser
utilizado como " laminador " de los picos de los hi drogramas en las avenidas , mitigando a un tiem-
--
N
4.10. Usos arquitectónicos
Las cuevas naturales han sido desde tiempos
prehistóricos usadas como morada -temporal o
permanente - por el hombre. En la actualidad, las
viviendas subterráneas son asimismo abundantes
en numerosos países (Turquía, España, etc.), pero
fundamentalmente en cavidades excavadas en
materiales detríticos o volcánicos . El uso de cavidades kársticas como viviendas está muy restringido; únicamente algunos abrigos naturales (en calizas y areniscas) son utilizados en ciertas provincias
españolas al efect o. Por ejemplo, la localidad gaditana de Setenil (" Setenil de las Bodegas") es un
ejemplo de utilización de resaltes naturales de
bancos calcareníticos miocenos generados por el
encajamiento y la erosión fluvial , como viviendas.
En el pasado, en algunos países se han llegado
a construir verdaderas ciudades enteras aprovechando cavidades naturales; como ejemplo puede
citarse el poblado " indio" de Cliff Palace, en
Mesa Verde, Colorado ( EE.UU .), abandonado en
el siglo XVIII.
Más frecuente suelen ser usos arquitectónicos
de cara a locales públicos, como restaurantes y
discotecas . Ejemplos de ello en España pueden
observarse en Castellón ( restaurante junto a la
Cueva de San José en Va¡¡ de Uxó), Guadalajara
(restaurante de las Cuevas del Clavín ), Jaén (restaurante- discoteca en Pegalajar ), y en Menorca
(bar-discoteca de la Cova d 'en Xoroi, en Calan
Porter).
Como dato espectacular, merece la pena citar
el caso de la cafetería subterránea de la Carlsbad
Cave, en EE . UU., situada a 230 metros bajo tierra,
donde se llegan a servir hasta 2.000 comidas/hora
en verano a los visitantes a la cavidad.
--
--
--
--
--
CAP.9. - EL ESPACIO SUBTERRANEO KARSTICO EN ESPAÑA
25
hacia el mar y al tiempo evitar la intrusión marina
4.11. Usos energéticos
Los importantes caudales que discurren por algunos sistemas kársticos y las notables diferencias
de cota existentes en ciertas simas, otorgan una
destacada potencialidad hidroeléctrica al karst
subterráneo. Un posible aprovechamiento energético subterráneo se intentó realizar en la primera
mitad del siglo, en la sima de la Piedra de San
'Martín, en la frontera franco-española. Nunca se
llegó a llevar a cabo, por problemas de irregularidad de caudal.
También en el capítulo de usos energéticos
puede incluirse la extracción de combustibles fósiles de las trampas existentes en almacenes karstificados.
Los procesos kársticos (la disolución, básicamente) otorgan mayores permeabilidades y transmisividades a las rocas carbonatadas, convirtiéndolas en formaciones idóneas para almacenar
fluidos de cualquier tipo, entre ellos el petróleo y
el gas natural.
Son abundantes los campos petrolíferos en los
que las formaciones explotadas son rocas karstificadas; en España, los campos del Delta del Ebro, y
de la Lora (Burgos) son un buen ejemplo de ello.
4.12. Uso como embalses subterráne-
y permitir la explotación del acuífero muy cerca de
la línea de costa, o bien para hacer crecer artificalmente el volumen "embalsado" en un acuífero
kárstico.
4. 13. Usos para almacenamiento de
residuos
la presencia de huecos en el karst subterráneo
ha sido una permanente tentación para su uso como lugar de almacenamiento de residuos de diversa índole.
Tradicionalmente, las simas y las bocas de numerosas cavidades han sido utilizadas en los ambientes rurales como lugar de vertido de basuras y
arrojo de animales muertos, con los consiguientes
problemas de contaminación orgánica de las
aguas subterráneas kársticas. Esta problemática es
generalizada en todos los países con amplias extensiones de materiales kársticos, estando particularmente extendida en España.
Al márgen de este uso inadecuado, desde una
perspectiva más racional se han realizado aproximaciones científicas al uso del karst como almacén de residuos líquidos. Mención aparte merecería la probabilidad de establecer almacenes
radiactivos en cavidades naturales de sal, análogos a los existentes en minas abandonadas o cavidades artificiales creadas al efecto.
os
4.14 . Usos terapeúticos
Las características hidráulicas de los macizos
kársticos hacen de ellos potenciales embalses subterráneos de gran capacidad.
Cada vez más extendidos en algunos países
del Este de Europa y en Asia, los usos terapeúticos
(Espeleoterapia) de las cavidades naturales son
prácticamente desconocidos en España.
.
En algunos casos en que las circunstancias geológico-estructurales lo han permitido, se han
construido verdaderas presas subterráneas (por inyección, pilotaje u otras técnicas constructivas) para crear embalses en profundidad.
Estas técnicas se han empleado en países del
Adriático bien para impedir el flujo de agua dulce
Los aprovechamientos pueden ser de 3 tipos:
Cavidades termales: como las existentes
en Hungría, alguna de las cuales posee incluso baños en el interior de la cueva (Cueva de
Miskolctapolea).
26 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESPACIO SUBTERRANEO EN ESPAÑA
En España se conocen algunas cavidades ter
males, sin ningún aprovechamiento : la Cueva del
Vapor, en Alhama de Murcia (Murcia ), y la sima
denominada Raja Santa en Atarfge ( Granada ),
ambas ligadas a zonas de a ct ividad neotectónica
intensa , sismicidad act iva y un potencial geotérmico alto .
-
patrimonial, que puede ser de diverso tipo:
- Arqueológico
- Paleontológico
- Antropológico
- Histórico
- Etnológico
- Biológico
Cavidades con aerosoles e- cíales:
vie rtas caviLas condiciones microc,. átic&
dades y la composición de sus aer. es hacen de
estas un ambiente ideal para el tratamiento de
enfermedades de origen respiratorio .
Así por ejemplo e- —grla existen cavidades
declaradas " cuevas rr;
ales" por el Ministerio
de Salud Pública , e inc uso ha llegado a crearse
una Cueva Hospital (La Cueva de Tapolla), donde
se tratan enfermedades diversas de las vías respiratorias.
Ya en 1842 se construyó un hosc `tal subterráneo en EE.UU . para el tratamiento cce la tuberculosis, con escaso éxito: en 1849, su dueño murió
precisamente de esta enfermedad.
También en Checoslovaquia ( Cueva de
Gombasek ) y otras en Turquía , y otros muchos
países existen cavidades con aprovechamientos
terapeúticos basados en las características benéficas de los ambientes subterráneos. En España, no
existen establecimientos de este tipo en ninguna
cavidad.
--
--
-De entre ellos, el más frecuente es, con mucho, el Arqueológico . Dado el carácter de habitación/refugio de numerosas cavidades durante las
épocas frías del Pleistoceno, hoy día estas cavidades contienen entre sus sedimentos (o en sus paredes, cuando se trata de arte rupestre) un riquísimo patrimonio arqueológico de nuestros
antepasados. España se encuentra entre los países
con un mayor número y variedad de yacimientos
arqueológicos en cuevas y abrigos, junto con
Francia , China , Italia y otros.
No hay que olvidar que fue en España donde
se produjo el primer gran descubrimiento d e arte
rupestre Paleolítico, en la Cueva de Altc.- a, en
Santillana del Mar (Cantabria), denomir;;- ja por
muchos " La Capilla Sixtina del A rte Paleolítico".
_
_
Junto a ella, yacimientos arqueológicos, paleontológicos y antropológicos de tanta importancia
como la Cueva de Atapuerca , (Burgos ), las Cuevas
de la Carigüela y Cueva Horá (ambas en Granada)
y otras muchas, son una pequeña pa rte del enorme patrimonio cultural existente en las cavidades
españolas; sin olvidar, por supuesto el valor histórico y etnológico de otras muchas cavidades.
- Aplicaciones medicinales de espeleotemas.
Desde el siglo IV a.n.E , se encuentra documentado el uso de espeleotemas para diversos fines
medicinales : completar dietas pobres en calcio,
'-Dmbatir diarreas , tratamiento de fiebre , etc.
ambién en Europa , desde el siglo XVII, se con ocen usos similares .
4.15. Usos patrimoniales
Más que un uso en sentido estri cto cabría decir que algunas cavidades poseen un contenido
También desde el punto de vista biológico, e
incluso genético, es patrimonialmente impo rtante
el mundo subterráneo. Numerosas especies propias del medio kárstico viven en las cavidades,
perfectamente adaptadas y sin posibilidades c. vivir en el exterior (troglobios). Otras especies pasan
parte de su tiempo vital en el medio subterráneo y
otra pa rte en el exterior (troglófilos); por último,
otros utilizan sólo de manera accidental las cavidades (troglóxenos).
-
CAP.9. - EL ESPACIO SUBTERRANEO KARSTICO EN ESPAÑA
Entre los troglobios existen especies absolutamente particulares, testigos de la evolución, verdaderos fósiles vivientes, como es el caso de los
organismos subacuáticos que pueblan el Túnel de
la Atlántida, en Lanzarote (Canarias).
Desde el punto de vista patrimonial, EE.UU.
fue el primer país que instauró leyes efectivas para
la conservación de cavidades.
Ya en 1923 existían cuevas declaradas
Monumentos Nacionales, y posteriormente
(1930), Parques Nacionales, la máxima figura de
protección legal.
4.16. Otros usos
Además de los múltiples usos ya citados existen otros aprovechamientos puntuales del medio
subterráneo, difíciles de clasificar.
Entre ellos, son especialmente interesantes los
siguientes:
-
27
gioso de ciertos lugares de culto y peregrinación.
Son muchas las ermitas que aprovechan cuevas y
abrigos naturales en España; entre estos lugares
de uso religioso, destacan Covadonga, en Picos
de Europa, y Monstserrat, en Cataluña. Otro uso
ligado a la religión es la utilización de las cavidades como cementerios. En Papúa-Nueva Guinea,
Malasia y otros países del Pacífico, ciertas tribus
depositan a sus muertos en el interior de cuevas,
al igual que nuestros antepasados occidentales hicieron durante el Neolítico y Calcolítico fundamentalmente.
Mágico. En línea con el uso religioso también lo mágico tiene lugar en el mundo subterráneo. Ceremonias rituales, aquelarres y otros ritos
iniciáticos se han celebrado y se celebran en cavidades de muchos países, (China, Java, Marruecos,
Indonesia).
En España, son conocidas las Cuevas de
Zugarramurdi, en Navarra, donde parece ser que
se celebraban en el pasado aquelarres de brujas.
Asímismo existen leyendas diversas referentes a
estos usos en muchas otras cavidades españolas.
Escenarios naturales para rodaje de pelí-
culas comerciales: son muchas las cavidades donde se han rodado filmes; entre las españolas, recientemente la Cueva del Gato, en la Serranía de
Ronda (Málaga) ha servido de escenario para el
rodaje de la película "La Sabina".
Almacenamiento de hielo: en latitudes
medias se han utilizado cavidades de regiones de
media y alta montaña con precipitaciones de nieve para almacenar ésta, y asegurarse el suministro
Folklórico. Por último, también los usos
de tipo folklórico tienen cabida en las cuevas paturales. Fiestas y celebraciones locales y regionales
se celebran en cavidades de China, Java y otros
países. En el Norte de España (Navarra y País
Vasco), ocurre lo propio, así como en alguna cavidad aislada de otras regiones (Cueva de Belda, en
la localidad de Cuevas de San Marcos, en la provincia de Málaga).
de hielo durante todo el año.
S. CONCLUSIONES
Picos de Europa, al Norte de
España y Sierra Tejada, al Sur, son zonas donde
muchas cavidades han sido utilizadas para este
fin.
La potencialidad de usos del espacio subterráneo kárstico en España es muy elevada. El gran
número de cavidades naturales existentes y su dispersión por el territorio nacional son factores fa-
Religioso: la fascinación y el asombro que
producen las cuevas y simas también ha sido
aprovechado para potenciar el componente reli-
vorables. La variedad de usos alternativos existente facilita la aplicación de cualquiera de ellos en
las condiciones adecuadas.
28 USOS Y POSIBILIDADES DEL ESP,
3 SUBTERRANEO EN ESPAÑA
mnárgen del aprovechamiento hídrico de 1
cavidades inundadas, en las actualidad la inmen::
mayoría de las cavidades españolas (práctica de la
Espeleología). Unas pocas decenas de cavidade,
están habilitadas para su visita turística, generando beneficios del orden de los centenares de millones de pesetas . Otros usos existentes en algunas regiones son los de tipo arquitectónico
(discotecas, restaurantes) y agropecuario (curación
de quesos, cultivo de champiñones, fermentación
de vinos).
Como usos inexistentes en España pero de
gran interés en un futuro inmediatamente destacan los siguientes:
Terapéutico: Utilización de los aerosoles
de ciertas cavidades como tratamiento de enfer-
medades
Científico: Creación de laboratorios subterráneos
Cultural: Protección de ciertos espacios
subterráneos singulares y creación de museos
subterráneos
--
-Como conclusión final dest,
(;ue el uso de
ciertas cavidades subterraneas
:ebe estar en
JeI mundo enabsoluto reñido con la protecc
dokárstico.Los impactos derivados ae ciertos usos
han de ser minimizados o evitados, dada la gran
vulnerabilidad del espacio subterráneo en general
y de las cavidades y los acuíferos kársticos en particular. Además, el "sacrificio" de ciertas cavidades en pro de su uso, explotación y beneficio deir
acciones
acompañado
de
berla
complementarias destinadas a la salvaguarda de
aquellas cavidades existentes en España de gran
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