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INALTERADAS, ENSAYOS Y PRUEBAS IN SITU DE SUELOS, CODIGO 10009ST00 (BOPV nº230, 30/11/00; BOE 01/05/01)

BETEARTE, S.L. ESTUDIO DE ESTABILIDAD Proyecto vertedero de RNP de Iruatxieta, Mallabia, Bizkaia

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Indice general 1. INTRODUCCION. .......................................................................................................... 4

2. OBJETIVOS. ................................................................................................................... 5

3. ESTRUCTURA DEL ESTUDIO. ..................................................................................... 6

4. FORMAS DE INESTABILIDAD EN EL VERTEDERO.................................................... 7

4.1. DESLIZAMIENTOS SUPERFICIALES. .................................................................. 7

4.2. DESLIZAMIENTOS PROFUNDOS. ....................................................................... 7

5. FACTOR DE SEGURIDAD............................................................................................. 8

5.1. DEFINICION. .......................................................................................................... 8

5.2. FACTORES DE SEGURIDAD ADOPTADOS. ....................................................... 9 5.2.1. Justificación del factor de seguridad adoptado. ......................................... 10

6. PARAMETROS GEOTECNICOS. ................................................................................ 14

6.1. LITOTIPOS DIFERENCIADOS. ........................................................................... 14

6.2. PARAMETROS GEOTECNICOS ADOPTADOS. ................................................ 14

6.3. JUSTIFICACION DE LOS PARAMETROS GEOTECNICOS ADOPTADOS....... 15 6.3.1. Muro verde.................................................................................................. 16 6.3.2. Residuos no peligrosos. ............................................................................. 16 6.3.3. Residuos de construccion inertes............................................................... 18 6.3.4. Capa de drenaje (grava)............................................................................. 19 6.4.5. Geosintético de impermeabilización (HPDE). ............................................ 20 6.3.6. Capa de arcillas geosintéticas (GCL). ........................................................ 21 6.3.7. Capa de regularización (GCL).................................................................... 23 6.3.8. Sustrato rocoso........................................................................................... 24





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7. CALCULO DE ESTABILIDAD....................................................................................... 26

7.1. DESCRIPCION GEOMETRICA............................................................................ 26

7.2. HIPOTESIS DE CALCULO................................................................................... 26

7.3. ANALISIS DE ESTABILIDAD. .............................................................................. 27 7.3.1. Estabilidad de la capa de sellado. .............................................................. 27 7.3.2. Estabilidad interna de masa de residuos.................................................... 28 7.3.3. Estabilidad del conjunto vertedero-terreno................................................. 28 7.3.3. Estabilidad del conjunto vertedero-impermeabilización de fondo. ............. 30





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Indice de tablas Tabla 1: Factores de Seguridad propuestos por Rodriguez Ortiz (1.986)....................... 11 Tabla 2: Coeficientes de seguridad propuestos por la Subdirección General de Calidad Ambiental del Ministerio de Obras Públicas y Medio Ambiente. ...................................... 12 Tabla 3. Factores de Seguridad parciales propuestos por Meyerhof (1.970). ................. 13 Tabla 4. Factores de Seguridad mínimos propuestos por Terzaghi y Peck (1.967). ....... 13 Tabla 5. Parámetros geotécnicos adoptados en el cálculo de estabilidad....................... 15 Tabla 6. Valores de Φ de residuos sólidos propuestos por la ISWA................................ 17 Tabla 7. Back-analysis de taludes en varios vertederos existentes. ................................ 18 Tabla 8. Valores del ángulo de fricción entre láminas PEAD (Carbofol®) y otros geosintéticos comerciales. ................................................................................................ 20 Tabla 9. Densidad y características de láminas PEAD comerciales (Carbofol®) en función de su grosor.......................................................................................................... 21 Tabla 10. Ficha técnica geocompuesto de bentonita sódica (Bentofix®, tipo B-4000). ... 22 Tabla 11. Valores del ángulo de fricción de la capa de arcillas geosintéticas (Bentofix®) con otros capas de diseño del vertedero. ......................................................................... 23 Tabla 12. Factores de seguridad mínimos para las diversas hipótesis de rotura (condiciones drenadas)..................................................................................................... 29





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1. INTRODUCCION.

La razón fundamental por la cual resultan tan complejos los estudios de estabilidad en vertederos se debe a la dificultad que conlleva la descripción en términos geotécnicos clásicos de los materiales, y de forma especial los residuos, que entran en juego en el análisis. A esta dificultad se suma la discusión sobre cuál es el factor de seguridad que ha de considerarse adecuado para una obra de estas características. La heterogeneidad en la composición del residuo, la anisotropía motivada por su disposición en capas, los cambios físicos sufridos en el proceso de vertido, extendido y compactación, y los cambios físico-químicos que en muchas ocasiones experimentan los residuos durante los años posteriores a su deposición, hacen muy compleja la labor de asignar unos valores geotécnicos únicos, precisos y válidos para la masa de residuos de un vertedero. Este proceso es más dificultoso aún si tenemos en cuenta que únicamente podemos predecir a grandes rasgos la naturaleza de los grandes grupos de residuos que van a ser depositados en una instalación como la proyectada (ver punto 3 de la Memoria de Proyecto: Mercado potencial para los vertederos de residuos no peligrosos en la CAPV). En la fase de proyecto en la que nos encontramos, los valores de densidad, cohesión y ángulo de rozamiento interno han de apoyarse necesariamente en las experiencias realizadas por la comunidad científica internacional y en la propia experiencia del técnico redactor en estudios de vertederos de similares características.





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2. OBJETIVOS.

El presente estudio constituye el Anexo Estudio de Estabilidad del vertedero del Proyecto constructivo del Vertedero controlado de residuos no peligrosos de Iruatxieta, realizado para BETEARTE por la empresa Lurgintza Ingeniería Geológica, s.l. Sintéticamente, los objetivos de este estudio son los siguientes:

• Establecer las hipótesis y mecanismos de rotura que pueden desarrollarse, y factor de seguridad a aplicar en cada caso, de cara a efectuar los oporturnos análisis de estabilidad.

• Sintetizar el modelo de estabilidad del vertedero en un perfil de cálculo y un

número determinado de litotipos ajustados a la realidad del vertedero.

• Definir, justificadamente, los parámetros geotécnicos de cada uno de los litotipos diferenciados.

• Realizar los cálculos de estabilidad del vertedero según las hipótesis de rotura

establecidas, y extraer las conclusiones que se deriven en función de los factores de seguridad definidos.





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3. ESTRUCTURA DEL ESTUDIO.

El presente informe está estructurado en varios capítulos que abarcan las distintas facetas que debe abordar el estudio hidrogeológico del terreno de cara a la instalación del nuevo vertedero. Estas son:

o En los capítulos 1, 2 y 3 se realiza la introducción, se comentan los objetivos y estructura del estudio.

o Los capítulos 4 y 5 incluyen la descripción de las tipologías de

inestabilidad en el vertedero y los factores de seguridad adoptados en cada caso.

o El capítulo 6 define y justifica los parámetros geotécnicos de cada uno

de los litotipos diferenciados que concursan en el análisis de estabilidad.

o El capítulo 7 aborda el cálculo de estabilidad del vertedero, según los parámetros geotécnicos, tipologías e hipótesis expuestas en los capítulos precedentes.





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4. FORMAS DE INESTABILIDAD EN EL VERTEDERO.

Con carácter general se observan dos (2) formas de inestabilidad en los taludes de vertederos y escombreras, tipologías que se han estudiado en detalle para el caso particular del proyecto de vertedero de RNPs de Betearte.

4.1. DESLIZAMIENTOS SUPERFICIALES.

Son deslizamientos con morfología circular, cerrada en cabecera y muy tendida en profundidad, que afectan exclusivamente al material de cobertera. No son problemáticos desde el punto de vista de la estabilidad global del vertedero ya que no afectan a grandes masas de material y ni tan siquiera suelen alcanzar el nivel de residuos. No obstante, son deslizamientos que afectan a la cubierta de sellado y provocan un deterioro estético y funcional de los sistemas de drenaje e impermeabilización del vertedero.

4.2. DESLIZAMIENTOS PROFUNDOS.

Son los que afectan a masas importantes de material, con superficies de rotura que penetran en el residuo y que incluso pueden llegar a atravesar el cimiento del vertedero. Este tipo de inestabilidad es la realmente preocupante, ya que los deslizamientos superficiales nunca nos van a ocasionar situaciones de grave riesgo material, personal o ambiental. El comienzo más característico de un movimiento de esta tipología comienza por la formación de un abombamiento al pie de los taludes, por lo que algunas veces se





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confunde entre el principio incipiente de un fenómeno de inestabilidad y el de una reordenación del material por fluencia plástica. En la práctica, la distinción entre uno u otro fenómeno se verifica mediante la instrumentalización del frente y la medición de la aceleración de los movimientos (medidas superficiales secuenciales e inclinométricas). Las causas que pueden provocar un deslizamiento de tipo profundo son varias, entre las que merece la pena destacar:

o Incremento de las presiones intersticiales debido a un drenaje deficiente. o Diseño o ejecución de taludes excesivamente verticalizados. o Descalces, excavaciones en el pie del vertedero. o Sobrecargas en coronación del vertido. o Fenómenos desestabilizadores externos (voladuras, modificaciones

antrópicas), o internos (reacciones físico-químicas, biogás). Para el caso concreto del vertedero proyectado, los factores desestabilizadores que consideramos más importantes son un funcionamiento deficiente del sistema de drenaje de lixiviados, una inadecuada ejecución-compactación del relleno y/o la adopción de taludes excesivamente verticalizados, no ajustados a Proyecto. Nos centraremos, por tanto, en el estudio de estos factores. 5. FACTOR DE SEGURIDAD.

5.1. DEFINICION.

El factor de seguridad (FS) o coeficiente de seguridad está definido por el cociente entre el momento de las fuerzas resistentes al deslizamiento a lo largo de la línea de rotura y el momento de las fuerzas que tienden a mover la masa deslizante.





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El factor de seguridad de un talud que estuviera constituido por residuos vertidos simplemente por gravedad, es decir, según su ángulo de reposo, sería prácticamente igual a 1. Este valor implica un elevado riesgo de inestabilidad que no debe asumir un vertedero o instalación controlada. No obstante, la heterogeneidad de la naturaleza y composición de los residuos (cementantes, plásticos, elementos fibrosos, u otros que actúan a modo de trama o tejido), permite que los residuos admitan incluso taludes subverticales con alturas considerables. Según observaciones realizadas en vertederos de todo el mundo1, la aparición de grietas en cabecera raramente se produce antes de los 12 m de altura, soportando taludes verticales de 6 m sin excesivos problemas siempre que éstos se encuentren bien drenados. Este hecho, que en parte podemos corroborar con experiencias que hemos observado en vertederos del Pais Vasco, en absoluto asegura que los taludes excavados con esa pendiente sean estables a medio y largo plazo. Lo grave de este fenómeno, es que en ocasiones produce un peligroso efecto de exceso de confianza en el gestor del vertedero que no observa que el equilibrio en que se mantienen los residuos es susceptible de quebrarse bajo cualquier circunstancia que introduzca una modificación en las condiciones del talud.

5.2. FACTORES DE SEGURIDAD ADOPTADOS.

Nuestro análisis de estabilidad adopta un factor de seguridad FS= 1,50. Esto implica que las superficies de rotura analizadas que obtengan un factor de seguridad (FS) inferior a 1,50 se considerarán potencialmente inestables. Se validarán resultados con factor de seguridad FS≥ 1,40 en los análisis que se efectúen en condiciones de drenaje deficiente (obturación del sistema de drenaje de lixiviados).

1 Oweis et al., 1.985.





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5.2.1. Justificación del factor de seguridad adoptado.

El análisis en el que se basa la adopción de este valor para el factor de seguridad del vertedero es:

o El nivel de riesgo es medio. Se entiende por riesgo medio aquel cuya inestabilidad provocaría daños significativos para el medio ambiente, pero no para la seguridad de las personas.

o El relleno proyectado tiene una altura máxima superior a 30 m.

o El método de cálculo se basa en la resistencia residual, no la resistencia

pico.

o El vertedero proyectado es una instalación moderna, diseñada para una gestión con las máximas garantías, conforme a las normativas y legislación vigentes.

En base a los tres primeros de los criterios citados, Ayala Carcedo, F.J. y Rodriguez Ortiz J.M. (1.986) proponen unos coeficientes de seguridad mínimos para los Proyectos de escombreras y balsas mineras2, que vienen siendo ampliamente utilizados en los estudios técnicos posteriores. Dentro de esta clasificación, el vertedero de Iruatxieta está encuadrado en el caso II, esto es, implantaciones con riesgo moderado y una altura superior a 30 m, para el cual se propone un factor de seguridad F=1,45.

2 Manual para el diseño y construcción de escombreras y presas de residuos mineros. ITGE,

Madrid.





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COEFICIENTES DE SEGURIDAD MINIMOS REQUERIDOS EN EL PROYECTO DE

ESCOMBRERAS -Tabla simplificada- Ayala Carcedo F.J. , Rodriguez Ortiz, J.M. (1.986)

CASO I Implantaciones sin riesgo para personas, instalaciones o servicios F2 F1 H ≤ 15 m Angulo de vertido de los

escombros por gravedad

15 < H ≤ 30 m 1.20 1.10 H > 30 m 1.30 1.20 CASO II Implantaciones con riesgo moderado F3 F2 F1 H ≤ 15 m 1.20 1.15 1.00 15 < H ≤ 30 m 1.35 1.25 1.10 H > 30 m 1.45 1.30 1.15 CASO III Implantaciones con riesgo elevado No se admiten escombreras sin elementos de contención al pie F3 F2 F1 H ≤ 20 m 1.40 1.20 1.10 H > 20 m 1.60 1.40 1.20

F1: escombreras sin nivel freático, y en cuya estabilidad no interviene el cimiento. F2: escombreras sometidas a filtración, agua en grietas, y riesgo de deslizamiento por la cimentación. F3: situaciones excepcionales de inundación, riesgo sísmico, etc.

Tabla 1: Factores de Seguridad propuestos por Rodriguez Ortiz (1.986). Así mismo, los coeficientes de seguridad propuestos por la Subdirección General de Calidad Ambiental del Ministerio de Obras Públicas y Medio Ambiente3, en función de las consecuencias de una potencial inestabilidad del vertedero se establecen como sigue:

3 MOPTMA (2003) Documento interno: ”Desarrollo Técnico del R.D. 1481/2001 relativo a las

instalaciones de vertido de residuos“ (borrador pendiente de aprobación).





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TIPO DE VERTEDERO

RIESGO INERTE NO PELIGROSO PELIGROSO

Bajo 1,30 1,40 1,50 Medio 1,40 1,50 1,60 Alto 1,50 1,60 1,80

Tabla 2: Coeficientes de seguridad propuestos por la Subdirección General de Calidad

Ambiental del Ministerio de Obras Públicas y Medio Ambiente. Según este cuadro, el vertedero de Iruatxieta se clasifica como vertedero de RNP de riesgo medio, ya que un hipotético deslizamiento provocaría afecciones sobre el medio ambiente pero no plantea riesgo a las personas. Así mismo, este borrador propone reducir en 0,10 puntos el factor de seguridad para el cálculo de estabilidad del vertedero en condiciones de obturación del sistema de drenaje de lixiviados. Estos factores de seguridad coinciden con los propuestos en los tratados sobre este tema4, y es algo superior al exigido en la práctica habitual de los cálculos clásicos de estabilidad y en los requerimientos que se exigen para la redacción de los Proyectos constructivos de las escombreras de residuos inertes y mineras. A modo de referencia y contraste, se presentan unas tablas de valores de factores de seguridad parciales elaborada por MEYERHOF (1.970) de uso muy extendido, y de factores de seguridad mínimos de TERZAGHI y PECK (1.967) que es la más extendida a nivel internacional.

4 Rodríguez Ortiz, 1.992; Chapman & Hall, 1.993.





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FACTORES DE SEGURIDAD PARCIALES (MEYERHOF, 1.970)

PROBLEMA PARÁMETRO RESISTENTE FACTOR DE SEGURIDAD Estructuras de tierra Cohesión 1,5

Ang. de roz. int. 1,2 Cohesión y áng. de roz. int. 1,3 - 1,5

Cimentaciones Cohesión 2,0 - 2,5 Ang. de roz. int. 1,2 - 1,3

Cargas permanentes ----- 1,0 Presiones de agua ----- 1,0 - 1,2

Cargas vivas móviles ----- 1,2 - 1,5

Tabla 3. Factores de Seguridad parciales propuestos por Meyerhof (1.970).

FACTORES DE SEGURIDAD MÍNIMOS (TERZAGHI Y PECK, 1.967)

TIPO DE ROTURA TIPO DE PROBLEMA FACTOR DE SEGURIDAD - Corte - Trabajos de tierra

- Estructuras de tierras - Cimentaciones

1,3 - 1,5 1,5 - 2,0 2,0 - 3,0

- Filtraciones - Levantamientos - Erosión interna

1,5 - 2,5 3,0 - 5,0

Tabla 4. Factores de Seguridad mínimos propuestos por Terzaghi y Peck (1.967).





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6. PARAMETROS GEOTECNICOS.

6.1. LITOTIPOS DIFERENCIADOS.

Los materiales considerados en el análisis de estabilidad a los cuales se asigna unos parámetros geotécnicos propios se denominan litotipos. Los litotipos diferenciados y que se modelizan en el cálculo de la estabilidad general del vertedero son siete (7):

1. Muro verde 2. Residuos No Peligrosos 3. Capa de drenaje (grava) 4. Geomembrana polietileno (HPDE) + geotextil antipunzonamiento 5. Geocompuesto de impermeabilización (GCL) 6. Capa de regularización e impermeabilización (CCL) 7. Residuos inertes y de construcción 8. Sustrato rocoso

En la cubierta de sellado se distinguen cinco (5) materiales, según el siguiente perfil:

1. Capa de cubrición de tierras 2. Geocompuesto drenante 3. Geomembrana polietileno (HPDE) 4. Caballones de tierra compactada 5. Residuo

6.2. PARAMETROS GEOTECNICOS ADOPTADOS.

Nuestro cálculo de estabilidad adopta para cada litotipo diferenciado los parámetros geotécnicos siguientes:





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LITOTIPO

DENSIDAD t/m3

COHESION t/m2

Φ (º)

1. Muro verde 1,90 20,0 45º 2. RNPs 1,20 0,0 27º 3. RCIs 1,40 0,0 30º 3. Grava 1,70 0,0 40º 6. Geodrén 0,20 0,0 11º 4. HPDE 0,90 0,0 11º 5. GCL 0,80 0,0 26º 7. CCL 1,60 5,0 32º 8. Sustrato rocoso 2,60 50,0 40º

Tabla 5. Parámetros geotécnicos adoptados en el cálculo de estabilidad.

Los parámetros densidad y cohesión se han redondeado al primer decimal. El ángulo de rozamiento interno (Φ) se ha redondeado a las unidades.

6.3. JUSTIFICACION DE LOS PARAMETROS GEOTECNICOS ADOPTADOS.

El objetivo de este apartado es justificar los parámetros geotécnicos adoptados para cada uno de los litotipos individualizados en el cálculo de estabilidad. Los criterios en los que se ha basado el análisis han sido:

o Estudio y ensayos de campo o Ensayos de laboratorio o Normas ASTM, NBE o Referencias bibliográficas

Estos cuatro puntos han sido, junto con la experiencia y criterios del técnico redactor, los criterios adoptados.





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Pasamos a justificar la caracterización geotécnica de cada uno de los materiales que intervienen en el cálculo de estabilidad:

6.3.1. Muro verde.

Densidad. Se ha tomado un valor próximo a la densidad del ensayo Proctor modificado de los materiales que deben constituir el núcleo del muro. Las tierras seleccionadas para esta finalidad deberán cumplir los requisitos de composición, granulometría y compactación que define el Pliego de Condiciones de ejecución del muro verde. Por tanto, nos parece adecuado adoptar, d= 1,90 t/m3. Cohesión y ángulo de rozamiento interno. El muro verde se construye mediante tongadas de 37 cm de espesor, compactadas al 95% del ensayo Próctor modificado, y armadas con georredes biaxiales de PEAD y armadura de acero electrosoldado 8/10. El ángulo de rozamiento interno propuesto Φ= 45º, y la cohesión C= 20 t/m2.

6.3.2. Residuos no peligrosos.

Densidad. Se ha estimado en base a la bibliografía especializada y el conocimiento del técnico redactor.





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Tchobanoglus et al. (1977)5 propone 1,10 t/m3 para un residuo sólido reciclado y compactado. A su vez, Qian et al (2002)6 recoge las propuestas de varios autores que relacionan la densidad de los residuos sólidos con la contenido volumétrico de humedad, la porosidad y el índice de huecos. Los valores están comprendidos en un abanico entre 0,90 y 1,50 t/m3. Nos parece prudente adoptar, por tanto, d= 1,20 t/m3. Cohesión y ángulo de rozamiento interno. El ángulo de rozamiento interno se ha calculado por la tabla de cálculo propuesta por el IGME (1986) para la estimación del ángulo de rozamiento de escombros mineros7, tomando materiales de naturaleza arcillosa, con compacidad, forma y rugosidad medias, y un nivel de tensiones alto (H> 40 m). En las condiciones descritas, Φ= 27º. Como contraste, expresamos los valores que propone la ISWA en el siguiente cuadro:

RESIDUO Φ (º)

Escombros normales

33º

Escombros recientes con pocos finos

40º

Escombros alterados con finos

28º

Tabla 6. Valores de Φ de residuos sólidos propuestos por la ISWA.

5 Daniel (1995): “Geotechnical practice for waste disposal”, pág. 253. 6 Qian, Koerner, Gray (2002): “Geotechnical aspects of landfill design and construction”, pág. 188. 7 IGME (1986): “Manual para el diseño y construcción de escombreras y presas de residuos

mineros”, pág. 119.





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Por último, expresamos algunos de los valores obtenidos por Kavazanjian et al. (1985) en el back-analysis de varios vertederos en activo8:

PENDIENTE MEDIA Φ (º) VERTEDERO H

(m)

PTE.

(H:V) FS= 1,00 FS= 1,10 FS= 1,20

Lopez Canyon, CA 120 2,5 / 1 25º 27º 29º OII, CA 75 2 / 1 28º 30º 34º Babylon, NY 30 1,90 / 1 30º 34º 38º Private landfill, OH 40 2 / 1 30º 34º 37º

FS: factor de seguridad para el back-analysis que incluye una cohesión de c= 0,5 t/m2.

Tabla 7. Back-analysis de taludes en varios vertederos existentes.

Tomamos, desde la indefinición de la naturaleza de los residuos y del lado de la seguridad teniendo en consideración condiciones a largo plazo, un valor de cohesión efectiva C= 0.

6.3.3. Residuos de construccion inertes.

Densidad. Se ha estimado en base a la bibliografía especializada, la testificación de campo (sondeos y calicatas) y el conocimiento del técnico redactor. Tomando en consideración la edad, potencia y composicion del residuo, nos parece prudente adoptar, d= 1,40 t/m3.

8 Qian, Koerner, Gray (2002): “Geotechnical aspects of landfill design and construction”, pág. 197.





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Cohesión y ángulo de rozamiento interno. El ángulo de rozamiento interno se ha calculado por la tabla de cálculo propuesta por el IGME (1986) para la estimación del ángulo de rozamiento de escombros mineros9, y tomando como refrendo la tabla nº 6 de valores propuestos por la ISWA. Sobre esta base, del lado de la seguridad, Φ= 30º. Tomamos en consideración condiciones a largo plazo para un material muy poco cohesivo, y por tanto consideramos un valor de cohesión efectiva C= 0.

6.3.4. Capa de drenaje (grava).

Estará constituida por un material granular (grava) que tendrá, entre otras, las siguientes características10:

o Contenido en finos < 5%. o Coeficiente de uniformidad < 3. o Tamaño en el rango 20-40 mm.

Un árido así definido estará en consonancia con los parámetros geotécnicos propuestos por la Norma Básica de Edificación NBE-AE/88:

D= 1,70 t/m3 C= 0,0 kp/cm2 Φ= 40º

9 IGME (1986): “Manual para el diseño y construcción de escombreras y presas de residuos

mineros”, pág. 119. 10 MOPTMA (2003) Documento interno: ”Desarrollo Técnico del R.D. 1481/2001 relativo a las






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6.4.5. Geosintético de impermeabilización (HPDE).

Los valores están extraídos de las casas comerciales que fabrican estas láminas. El ángulo de rozamiento.interno seleccionado es el que modeliza la situación real en el vertedero, esto es: la lámina de PEAD bajo un geotextil antipunzonamiento y sobre un geocompuesto de bentonita. En cualquiera de los dos casos, la lámina está en contacto íntimo con un geotextil, proporcionándonos valores de Φ=11º y C= 0.

Fuente: Catálogo cortesía de NAUE FASERTECHNIK, 2003.

Tabla 8. Valores del ángulo de fricción entre láminas PEAD (Carbofol®) y otros

geosintéticos comerciales. La densidad de la lámina PEAD ha de adecuarse a la norma ISO 1183 que solicita densidades superiores a 0,90 g/cm3. La tabla siguiente describe las propiedades de la lámina, entre ellas la densidad, en función de su grosor (2 mm, según Proyecto).





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Tabla 9. Densidad y características de láminas PEAD comerciales (Carbofol®) en función de

su grosor.

6.3.6. Capa de arcillas geosintéticas (GCL).

Valor de densidad se ha calculado a partir del espesor del geocompuesto y su peso por unidad de superficie. Para el cálculo se ha tomado la ficha técnica del producto Bentofix® tipo B/4000 que es el que, en principio, más se adapta a las condiciones del vertedero.





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Fuente: cortesía de NAUE FASERTECHNIK, 2003.

Tabla 10. Ficha técnica geocompuesto de bentonita sódica (Bentofix®, tipo B-4000).





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El ángulo de rozamiento interno 26º, está tomado del catálogo del producto Bentofix® sobre un suelo "mixed grained", tal y como recoge la siguiente tabla:


Tabla 11. Valores del ángulo de fricción de la capa de arcillas geosintéticas (Bentofix®) con

otros capas de diseño del vertedero.

6.3.7. Suelo eluvial.

Bajo el residuo se sitúa una cubierta de suelos de naturaleza eluvial, de 4 m de espesor medio, que tapiza todo el fondo del vaso de vertido excepto en las zonas de desmonte de pistas y caminos de acceso.





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No se disponen de ensayos de laboratorio sobre estos materiales, por lo que basándonos en la propuesta de la NAVFAC (1971)11, se han adoptado unos valores intermedios de ángulo de rozamiento interno y cohesión que para un suelo compactado de características intermedias CL-SC, esto es, Φ= 20º y C= 5 t/m2.

6.3.8. Sustrato rocoso.

Se ha buscado un único valor medio que nos describa el comportamiento del sustrato rocoso sano en toda la vaguada, teniendo en consideración que se trata de un flysch calcáreo que presenta calizas, calizas arenosas, margas y lutitas. Los parámetros de resistencia al corte se han obtenido con la aplicación del software Roclab 1.0 (2.002) de Rocscience Inc., que realiza un análisis del macizo rocoso basándose en los criterios de Hoek-Brown. Valor de la resistencia a compresión uniaxial: Valor en ensayo de compresión simple. ……….sigci = 20 MPa Composición y estructura: Tipo de roca: Flysch de "siltstone with sandstone layers tectonically, non faulted". Condiciones de la superficie de discontinuidad: "fair". ……….GSI = 55 Valor de mi: De la misma forma que la roca meteorizada gr.IV: ……….mi = 7 Valor de D: 11 IGME (1987): “Manual de Taludes”, pág. 135.





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No consideramos que exista “disturbance factor” en la excavación mecánica sin voladuras. ……….D = 0 La salida del programa en criterios de Mohr-Coulomb es C= 0,5 MPa ý Φ=40º.





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7. CALCULO DE ESTABILIDAD.

7.1. DESCRIPCION GEOMETRICA.

El frente del vertedero se ha proyectado apoyado sobre un muro verde con funciones de contención tanto del frente de los futuros residuos como del vertedero antiguo sobre el que se asienta. Se trata de un muro de gravedad cimentado en roca sana, a cota +120 aprox. Su diseño se fundamenta en tres muros superpuestos de 10 m de alzado cada uno, que se retranquean con bermas de 10 m de anchura. El talud en intradós (cara vista) es de 63º, esto es, 1/2 (H/V). El trasdós se realiza mediante tongadas de tierra compactada y armada con geotextiles. Por encima del muro verde, el proyecto define un talud frontal escalonado, en el que se practican sucesivas bermas de 5 m de anchura entre taludes individuales de 10 m de altura y pendiente 2/1 (H/V). La pendiente del talud final resultante de pie a coronación es 3/1 (H/V).

7.2. HIPOTESIS DE CALCULO.

Se ha realizado el cálculo de estabilidad bajo las hipótesis de inestabilidad que recoge el Desarrollo Técnico del R.D. 1481/2001 relativo a las instalaciones de vertido de residuos12, que desarrolla el Anexo III del R.D. respecto a los requisitos técnicos que deben cumplir, entre otros, los estudios de estabilidad en vertederos.

12 MOPTMA (2003) Documento interno: ”Desarrollo Técnico del R.D. 1481/2001 relativo a las






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Tal y como recoge este documento, deberán comprobarse las siguientes hipótesis de cálculo:

o Estabilidad de la capa de sellado. o Estabilidad interna de la masa de residuos. o Estabilidad del conjunto vertedero-terreno. o Estabilidad del conjunto vertedero-impermeabilización de fondo.

El análisis se ha realizado en condiciones perfectamente drenadas (nivel freático bajo el cuerpo del vertedero) y de drenaje deficiente, considerando la hipótesis de obturación del sistema de drenaje de lixiviados de fondo.

7.3. ANALISIS DE ESTABILIDAD.

Se ha analizado la estabilidad del vertedero en base al estudio de un perfil longitudinal próximo al eje de la antigua vaguada y del propio vertedero, que corta perpendicularmente el muro de contención El perfil se ha estudiado en situación de llenado del vertedero y tras la finalización de la 2ª fase de explotación, bajo las hipótesis de rotura descritas en el punto anterior.

7.3.1. Estabilidad de la capa de sellado.

La plataforma superior de sellado tiene un desnivel total de 6 m (+192-+198) con tiene una pendiente regular y muy suave de entre el 3% y el 6%, por lo que no procede análisis de estabilidad.





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El sellado del talud frontal no se desarrolla por el exterior o cara vista (intradós) del talud, sino que se ha diseñado por el trasdós de los caballones de cierre del frente del vertedero (ver planos 20 y 21). La estabilidad de la capa de sellado estará condicionada, al fin, por la estabilidad del propio frente del vertedero (ver cálculos de los siguientes apartados).

7.3.2. Estabilidad interna de masa de residuos.

La estabilidad interna del vertedero se ha analizado según círculos máximos de rotura que pasan por el pie de la masa de residuos, en situación de final de explotación de la Fase 2 de llenado del vertedero. Esta hipótesis de inestabilidad ha proporcionado factores de seguridad superiores a 1,50 (FS>1,60), en el perfil estudiado y condiciones drenadas. Se desprecia, por tanto, la hipótesis de inestabilidad interna a través de la masa de residuos.

7.3.3. Estabilidad del conjunto vertedero-terreno.

Se han estudiado en base a hipótesis de rotura circulares, según distintos círculos máximos. La primera conclusión del análisis es que todas las hipotéticas superficies de rotura que afectan a nivel del sustrato rocoso tienen un factor de seguridad superior a 2 (FS>2,00).





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De esta forma, gracias al cajeo diseñado escalonando el cimiento del muro y llevando el apoyo a roca, las teóricas superficies de inestabilidad que pasan bajo el cimiento del muro afectan necesariamente al sustrato rocoso, con lo que su factor de seguridad es siempre superior a 2 (FS>2,00). A partir de aquí, se han analizado tres escenarios de hipotéticos deslizamientos afectando:

o Círculos máximos pasando por el pie del muro (cota +120). o Roturas por el cuerpo intermedio del muro verde (cota +130). o Deslizamiento por el cuerpo superior del muro verde (cota +140).

Los resultados se sintetizan en la siguiente tabla:

HIPOTESIS DE ROTURA FS MINIMO Círculos máximos pasando por el pie del muro (cota +120) 1.85

Roturas por el cuerpo intermedio del muro verde (cota +130). 2.01

Deslizamiento por el cuerpo superior del muro verde (cota +140).

2.01

Tabla 12. Factores de seguridad mínimos para las diversas hipótesis de rotura (condiciones

drenadas). Las circunstancias que proporcionan factores de seguridad más ajustados en condiciones drenadas son los círculos de rotura que afloran al pie del muro, ya que movilizan el máximo volumen de residuos y, por tanto, el mayor peso.





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Se puede observar que los círculos pésimos en la rotura a cota +140 son aquellos que se deslizan, en parte, por la superficie de contacto geotextil-lámina PEAD. Este fenómeno produce factores de seguridad idénticos que las roturas a cota +130 a pesar de movilizar menor volumen de residuos. No obstante, en ninguno de los casos el factor de seguridad está por debajo de 2,00 (FS> 2.00).

7.3.3. Estabilidad del conjunto vertedero-impermeabilización de fondo.

Bajo la hipótesis de obstrucción o fallo del sistema de drenaje de lixiviados, estudiaremos la estabilidad de la masa de residuos saturada en lixiviado tomando a la lámina de PEAD como superficie preferencial de deslizamiento. El vertedero contará con una veintena de pozos de mantenimiento y limpieza de la red de drenaje de lixiviados. Estos pozos, de 1 m de diámetro, servirán así mismo, como pozos de bombeo de lixiviados ya que se perforarán convenientemente y se dispondrá de los equipo de bombeo sumergibles necesarios ante un caso de emergencia. Con todo, asumiremos la hipótesis de fallo de todos los sistemas y situaremos un nivel freático que sature el cuerpo del vertedero hasta la cota +160. Aún así, en estas condiciones de drenaje extremadamente deficientes, el perfil tiene un factor de seguridad mínimo muy próximo a 1,40, FS=1,35, y por tanto, admisible.

Indice general - IVAP eus...Para el caso concreto del vertedero proyectado, los factores...

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