u624 Desulfuradora Informe Final Completo

JOLSAJOLSA Ingenieros Consultores en Geotecnia

INFORME ESTUDIO GEOTÉCNICO. UNIDAD 624 DESULFURADORA G.O. Nº 4 PROYECTO C-10 DE AMPLIACIÓN DE LA REFINERÍA DE REPSOL YPF EN CARTAGENA PARA REPSOL YPF

094-059-07

(Nº O.: 1771)

octubre de 2007


ÍNDICE Pág.

1. INTRODUCCIÓN............................................................................ 1

2. CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO................................................. 3

3. TRABAJOS REALIZADOS................................................................ 5

4. CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO................................................... 8

5. RESULTADOS ENSAYOS DE LABORATORIO .....................................12

6. SISMICIDAD................................................................................16

7. CONCLUSIONES ..........................................................................18

7.1. PREPARACIÓN DE LA PARCELA................................................18 7.2. CONDICIONES DE EXCAVABILIDAD...........................................19 7.3. TALUDES DE EXCAVACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LOS MATERIALES................................................................................20 7.4. EJECUCIÓN DEL RELLENO ESTRUCTURAL ..................................20 7.5. CONDICIONES DE CIMENTACIÓN..............................................23

7.5.1. GENERAL........................................................................23

7.5.2. COMPRESORES 624K-001 A/B Y 624K-0X1 A/B (FUTUROS) ...23

7.5.3. 624F-001 HORNO. ...........................................................27

7.5.4. 624C-002/003 REACTORES...............................................30

7.5.5. 624C-005 COLUMNA .......................................................32

7.5.6. 624E-003 INTERCAMBIADORES .........................................33

7.5.7. 624C-001/009 DEPÓSITOS................................................34

7.5.8. 624C-007 Y 624C-015 COLUMNAS....................................35

7.5.9. 624C-010 COLUMNA .......................................................36

7.5.10. 624C-012 COLUMNA......................................................37

7.3.11. PIPE RACK ....................................................................38

ÍNDICE DE LÁMINAS ........................................................................... 40


INFORME

ESTUDIO GEOTÉCNICO.

UNIDAD 624 DESULFURADORA G.O. Nº 4

PROYECTO C-10 DE AMPLIACIÓN DE LA REFINERÍA

DE REPSOL YPF EN CARTAGENA

PARA REPSOL YPF

1. INTRODUCCIÓN

En este Informe se presentan las conclusiones del Estudio Geotécnico

realizado en el emplazamiento de la futura la Unidad de Proceso 624

Desulfuradora G.O. nº 4, prevista dentro del Proyecto C-10 de ampliación de

la Refinería de REPSOL YPF en Cartagena, Murcia.

La nueva Unidad se situará al Oeste del antiguo Poblado de la Refinería. En la

Lámina 1 puede verse un Plano General a escala 1/3.000 con la situación de

la zona de estudio.

En las Láminas 2A y 2B se presentan unas Plantas de detalle a escala 1/500,

en la primera (Lámina 2A) se reflejan las condiciones topográficas actuales y

en la segunda (Lámina 2B) la implantación de equipos que se nos ha facilitado.

JOLSAJOLSA 2 Ingenieros Consultores en Geotecnia

La planta con la situación de las instalaciones corresponde al Plano nº S-C10-

A-80146 , revisión B (08/03/07), facilitado por Técnicas Reunidas (TR) en

marzo de 2007.

El presente Estudio se enmarca dentro de los trabajos de "consultoría y

recomendación del estudio geotécnico" previstos en el pedido de REPSOL YPF

nº 4500015408 de fecha 9 de mayo de 2007 (Adjudicación P-P3C10-0001-

A0-0613-A-O).

Previamente a la redacción del presente Informe, con fecha 20 de julio se

elaboró una Nota Técnica con las principales conclusiones del Estudio. Esta

Nota fue entregada a los ingenieros proyectistas de TR a través de la

ingeniería FLUOR, S.A.

________


2. CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO

La terraza en la que se ubicará la nueva Unidad se encuentra limitada por las

futuras calles nos 3 y 5 al Sur y Norte respectivamente, y las nos 19 (Ronda

Mayor) y 17 a Este y Oeste. La Unidad ocupará una superficie de 114 x 58

metros.

La cota de urbanización prevista es la +24,0 metros. Para la preparación de la

terraza será necesario efectuar una excavación en la mitad Norte de hasta

cuatro metros de altura; en la mitad Sur se ejecutará un relleno estructural con

una altura máxima inferior a dos metros.

En la siguiente Tabla se puede ver resumida la relación con los principales

equipos previstos; también se indican los pesos máximos que transmitirán

según los datos que se nos han facilitado1.

EQUIPO DESCRIPCIÓN PESO (Kg)

624K-001A/B y 624K-0X1 A/B (futuros) Compresores -

624F-001 Horno -

624C-002 Reactor 814.557

624C-003 Reactor 521.977

624C-005 Columna 52.975

624E-003 Intercambiadores 22.340

1 Datos extraídos de un documento titulado “Listado de esfuerzos de equipos para Informe

Geotécnico, de fecha 3/13/07, facilitado por TR en marzo de 2007.


EQUIPO DESCRIPCIÓN PESO (Kg)

624C-001/009 Depósitos -

624C-007 Columna 51.525

624C-010 Columna 58.166

624C-012 Columna 31.464

624C-015 Columna 20.128

Asimismo, se prevé un pipe-rack que discurrirá con dirección aproximada Este

– Oeste a lo largo de la zona central de la Unidad. El rack estará constituido

por pórticos con pilares metálicos cada seis metros, con unas cargas por pilar

de hasta 140 toneladas.

Según nos han informado, por condicionantes de Proyecto, las cimentaciones

de los equipos apoyarán a una profundidad entre unos dos metros y medio

bajo cota de urbanización; es decir, en torno a la cota +21,50 m. En estas

condiciones, todas las cimentaciones quedarán apoyadas en el terreno natural.

______________


3. TRABAJOS REALIZADOS

Para la realización del Estudio, se han ejecutado siete sondeos mecánicos

hasta una profundidad máxima de unos 15,5 metros.

Los sondeos se han perforado a rotación, con extracción de testigo continuo;

cada dos metros aproximadamente se han ido realizando Ensayos de

Penetración Normal (S.P.T.) en los niveles granulares y se han extraído

muestras inalteradas de los arcillosos.

Asimismo, se han excavado con retroexcavadora diez calicatas hasta unos

tres metros de profundidad.

Todos los trabajos se han realizado bajo la supervisión continua y directa de

un geólogo de JOLSA.

Los puntos investigados han sido replanteados topográficamente en campo.

En la siguiente Tabla se pueden ver las coordenadas topográficas de los

sondeos (S-) y las calicatas (C-), así como la profundidad investigada en cada

punto.

COORDENADAS GEOGRÁFICAS UTM PROSPECCIÓN X Y Z

LONGITUD

INVESTIGADA (m)

S-624-1 684.054,749 4.160.927,177 26,4 15,0

S-624-2 684.076,666 4.160.922,517 26,9 15,5


COORDENADAS GEOGRÁFICAS UTM PROSPECCIÓN X Y Z

LONGITUD

INVESTIGADA (m)

S-624-3 684.130,665 4.160.931,680 28,1 14,5

S-624-4 684.060,324 4.160.888,454 23,0 11,5

S-624-5 684.080,047 4.160.891,499 23,0 14,0

S-624-6 684.144,217 4.160.895,687 23,0 12,0

S-624-7 684.158,820 4.160.898,017 23,0 12,0

C-624-1 684.092,323 4.160.929,451 27,3 3,2

C-624-2 684.124,496 4.160.934,405 28,0 3,0

C-624-3 684.145,203 4.160.941,136 28,2 3,0

C-624-4 684.061,950 4.160.905,274 26,8 3,0

C-624-5 684.079,916 4.160.907,797 27,4 3,1

C-624-6 684.104,608 4.160.911,378 28,0 3,2

C-624-7 684.139,281 4.160.915,498 28,5 3,0

C-624-8 684.094,894 4.160.880,778 23,0 1,5

C-624-9 684.108,766 4.160.892,780 23,0 1,7

C-624-10 684.133,361 4.160.896,435 23,0 2,0

La situación en planta de todos los puntos puede verse en las Láminas 2A y

2B.

Los registros de los sondeos perforados para el presente Estudio se presentan

en las Láminas 4A a 4N y los de las calicatas en las Láminas 5A a 5I. En las

Láminas 6A a 6D se presentan unas claves con los símbolos y terminología

empleados en los registros y en las Láminas 7A a 7E se incluyen unas

fotografías de las cajas de testigo.


En los niveles arcillosos se han realizado en campo ensayos de resistencia al

corte “no drenada” con el aparato TORVANE; asimismo, sobre muestras

representativas procedentes de los sondeos perforados, se ha realizado una

campaña de ensayos de laboratorio, consistente, básicamente, en ensayos d

identificación (granulometría, límites de Atterberg, humedad natural, etc) y

contenido de sulfatos.

Los resultados de los ensayos pueden verse en los registros de los sondeos,

en correspondencia con las muestras ensayadas; en el Apéndice se presentan

sus expedientes de laboratorio.

________


4. CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO

La antigua calle Ronda Sur cruza la parcela por su zona intermedia; hacia el

Norte se encontraba el Poblado, actualmente desmantelado; el terreno en esta

zona presenta una topografía subhorizontal entre las cotas +26,0 a +28,0

metros.

Hacia el Sur de la calle se encuentra el cauce de un barranco cuyo fondo

alcanza aproximadamente la cota +23,0 metros; las laderas del barranco, de

pendiente relativamente suave, actualmente se encuentran recubiertas de

arbolado y son de difícil acceso.

A partir de las condiciones del subsuelo reconocidas, se han preparado dos

cortes del Terreno que se presenta, junto con sus leyendas litológicas

explicativas, en las Láminas 3A y 3B. Su situación en planta puede verse en

las Láminas 2A y 2B.

En todos los puntos investigados las condiciones del terreno detectadas son

favorables. Básicamente, se han identificado suelos cuaternarios constituidos

predominantemente por una alternancia de niveles granulares de arena y grava

con apreciable contenido de finos.

Los estratos se disponen de una forma muy irregular, formando lentejones de

difícil correlación lateral.


A continuación pueden verse los valores de NSPT2 obtenidos en los 30 ensayos

S.P.T. realizados. Se les ha asignado un valor de NSPT=100 a aquellos

ensayos en los que se ha obtenido rechazo; es decir, debido a la dureza del

terreno o a la presencia de bolos, no ha sido posible la clava de los 30

centímetros centrales de la cuchara del S.P.T.

2 NSPT: nº de golpes necesarios para la hinca de los 30 cm centrales del tomamuestras S.P.T.

VALORES DE N (S.P.T.)

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

N (S.P.T.)

CO

TA

S E

N M

ETRO

S

S-624/1 S-624/2 S-624/3 S-624/4 S-624/5 S-624/6 S-624/7

Cota urbanización (+24,0 m)


Como se puede observar, sin tener en cuenta los valores de rechazo, la mayor

parte se encuentra en un entorno de entre 30 – 50 golpes que corresponde a

suelos densos3, con escasos niveles localizados medianamente densos

(NSPT<30).

En alguna de las calicatas excavadas se ha apreciado un cierto grado de

cementación que ha impedido la continuación de la excavación. Esta

cementación es débil, prácticamente inapreciable durante la perforación de los

sondeos.

Intercalados entre la formación granular, se han detectado niveles de arcilla

formando lentejones de escasa continuidad lateral dentro de los depósitos

anteriores. Los espesores varían entre dos y cuatro metros.

Se trata de arcilla limosa de color rojizo con un apreciable, en general del

orden a superior al 40%. Durante la ejecución de los sondeos se han ido

realizando en campo ensayos de resistencia al corte “no drenada” (Cu) con el

aparato TORVANE; se trata de arcilla dura, con valores de Cu del orden de 2,0

Kg/cm2 o claramente superiores.

Por otro lado, en cuatro de los sondeos perforados se ha detectado el

substrato rocoso; en la siguiente Tabla se resume su posición y naturaleza:

3 Ver Lámina 6A “Clave empleada en la Descripción de Suelos”


SONDEO COTA SUBSTRATO

ROCOSO (m) LITOLOGÍA

S-624/1 +16,5 Dolomía y caliza brechoide con niveles

margosos

S-624/2 +15,5 Dolomía muy fracturada

S-624/3 +14,0 Dolomía muy fracturada

S-624/6 ≈+15,0 Arcilla margosa

Se puede apreciar que en todos los sondeos el substrato se encuentra por

debajo de la cota de cimentación estimada (+21,50 m).

Como puede observarse, se trata de caliza y dolomía con características de

roca dura poco meteorizada4 (grado II-III), aunque bastante fracturada. Se

dispone de ensayos de resistencia a compresión simple realizados sobre

muestras procedentes de otras unidades próximas, en las que los valores

obtenidos en general se sitúan por encima de los 300 Kg/cm2.

En el sondeo S-624/6 el substrato está constituido por arcilla margosa,

asimilable a una roca blanda o a un suelo cohesivo muy consolidado.

No se ha detectado nivel freático en ninguno de los puntos investigados.

________

4 Ver Lámina 6D “Escala de Meteorización de la Roca”


5. RESULTADOS ENSAYOS DE LABORATORIO

A continuación se presentan los resultados de los ensayos de laboratorio

efectuados sobre muestras seleccionadas procedentes de los sondeos; en

resumen, se han realizado los siguientes:

• 11 granulometrías.

• 11 determinaciones de los Límites de Atterberg.

• 3 ensayos de determinación de la humedad natural.

• 2 determinaciones de la densidad seca.

• 4 ensayos de resistencia al Corte “no drenada” tipo Vanetest.

• 1 determinaciones del contenido de sulfatos.

En la página siguiente puede verse un Cuadro-resumen con los resultados

obtenidos. Al final del Informe, en el Apéndice II pueden verse los expedientes

de los ensayos realizados.

JOJOLSALSA Ingenieros Consultores en Geotecnia

13

GRANULOMETRÍA POR TAMIZADO (%) L. ATTERBERG

SO

ND

EOS

PRO

FUN

DID

AD

(m

)

LITOLOGÍA

CLA

SIF

ICA

CIÓ

N

DE

CA

SA

GRA

ND

E

% H

UM

EDA

D

DEN

SID

AD

SEC

A

(gr/

cm3)

DIÁ

MET

RO

M

ÁX

IMO

(m

m)

TAM

IZ 6

0 U

NE

TAM

IZ 4

0 U

NE

TAM

IZ 2

U

NE

TAM

IZ 0

,4

UN

E

TAM

IZ

0,08

UN

E

WL WP IP

%SO

42- )(

mg/

kg)

S-624/1 5,10-5,70 ARCILLA LIMOSA CL 25 100 100 84 73 60,3 38 19 19 139

S-624/1 9,00-9,60 ARCILLA LIMOSA CL 25 100 100 81 67 56,3 24 18 6

S-624/2 3,00-3,60 GRAVA Y ARENA GM/SM 25 100 100 43 23 14,8 18 15 3

S-624/2 5,00-5,60 ARCILLA LIMOSA CL 20 100 100 79 67 57 34 20 14

S-624/2 7,00-7,60 ARCILLA LIMOSA CL 12,5 100 100 85 73 59,4 28 14 14

S-624/3 1,30-1,90 ARCILLA LIMOSA CL 7,29 1,75 10 100 100 86 74 61,7 30 16 14

S-624/5 5,00-5,60 ARENA CON GRAVA Y ARCILLA

SC 12,5 100 100 56 33 22,7 25 16 9

S-624/5 9,00-9,45 ARENA ARCILLOSA SC 11,85 1,65 47,1 29 19 10

S-624/6 3,00-3,60 ARENA CON BASTANTE GRAVA Y ARCILLA

SC 3,37 25 100 100 62 44 25,2 25 18 7 164

S-624/6 5,00-5,60 ARENA Y GRAVA SC 25 100 100 43 23 15,2 27 16 11

S-624/2 11,00-

11,60 ARCILLA LIMOSA CL 56,9 42 21 21


14

Como se puede observar, los niveles granulares presenten un contenido de

finos relativamente elevado, entre un 15,0 hasta un 47,0%. por su parte, los

niveles arcillosos presentan un contenido elevado de finos (30 – 40%),

pudiéndose clasificar en general como arcilla arenosa.

En el siguiente gráfico se ha representado los valores de plasticidad obtenidos:

La fracción ensayada corresponde a arcillas de baja plasticidad, tipo CL según

la clasificación de Casagrande.

GRÁFICO DE PLASTICIDAD

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 10 20 30 40 50 60 70 80

LÍMITE LÍQUIDO

ÍND

ICE

DE

PLA

STIC

IDA

D

CL

CH

ML-OL

MH-OH

CL-ML


En los ensayos realizados, se observa que el contenido de humedad se

encuentra claramente por debajo del límite plástico; esto es habitual en

formaciones arcillosas de elevada consistencia.

El contenido de sulfatos obtenido (164 mg/kg) está por debajo del mínimo

previsto en la EHE, que es de 2.000 mg/kg; esta tendencia de contenidos de

sulfato muy bajos se ha comprobado en otros ensayos efectuados en los

suelos procedentes de otras unidades. El terreno puede considerarse como “no

agresivo”.

_____________


6. SISMICIDAD

De acuerdo con la Norma de Construcción Sismorresistente NCSE-02, el

riesgo sísmico se define por medio del siguiente Mapa de Peligrosidad Sísmica.

En el mapa se puede ver reflejada la distribución de la aceleración sísmica

básica (ab), con relación al valor de la gravedad (g), y el coeficiente de

Zona de Estudio


contribución K, que tiene en cuenta la influencia de los distintos tipos de

terremotos esperados en la peligrosidad sísmica de cada punto.

Según esta Norma, en el término municipal de Cartagena, estudiado el valor

de ab es de 0,07g. El coeficiente de contribución (K) es constante e igual a

1,0.

Para la estimación de la aceleración de cálculo es necesario un parámetro que

la Norma define como Coeficiente del Terreno (C). este valor tiene en cuenta

las condiciones del terreno en los 30 primeros metros bajo la superficie.

El emplazamiento de la Unidad está constituido por suelos predominantemente

granulares, muy consolidados, sobre un substrato que, a efectos de análisis

sísmico, se puede asimilar a suelos granulares o cohesivos duros. A efectos

prácticos, se puede considerar un único valor de C=1,30.

_____________


7. CONCLUSIONES

7.1. PREPARACIÓN DE LA PARCELA

La Unidad se explanará a la cota +24,0 metros; la curva de nivel

correspondiente a esta cota se encuentra en la parte intermedia del talud del

barranco, aproximadamente un metro por encima dl fondo del cauce.

En las Láminas 2A y 2B se ha remarcado la posición de esta curva que separa

la zona Norte, en la que la Unidad quedará en desmonte, de la Sur, donde se

deberá ejecutar un relleno estructural de altura inferior a dos metros.

Para la preparación del terreno en el que se ubicará la Unidad, inicialmente

será necesario retirar algunos restos de antiguas construcciones del Poblado

que aun permanecen en la parcela, así como el pavimento de los viales,

aceras, alumbrado público etc; tampoco se descarta la presencia de antiguas

cimentaciones que se deberían sanear. Todo este material deberá ser llevado a

vertedero.

En el barranco, se deberá proceder al desbroce de la vegetación existente, la

retirada del suelo vegetal, de uno 25 a 30 centímetros de espesor, y a la

suavización de los taludes escarpados situados bajo la cota +24,0 metros.

En el momento de realizar el estudio de campo, aún existían restricciones para

el acceso de maquinaria al fondo de cauce. Es conveniente prever en obra la

excavación de algunas calicatas para identificar posibles rellenos en el fondo


del barranco que sea necesario sanear; en cualquier caso, con la información

disponible no se ha detectado materiales de este tipo.

Finalizado el desbroce, la retirada del suelo vegetal y suavizados los escarpes

del barranco, se podrá iniciar el proceso de ejecución del relleno estructural.

La ejecución de este relleno se comenta en un apartado posterior.

7.2. CONDICIONES DE EXCAVABILIDAD

Para alcanzar la cota de urbanización será necesario rebajar la cota actual de

la parcela hasta en unos cuatro o cinco metros. Este rebaje se podrá realizar

prácticamente en su totalidad con maquinaria convencional potente; no se

puede descartar completamente la presencia de algún nivel encostrado que

requiera el empleo de martillo neumático.

La mayor parte se los cajeados de las cimentaciones se podrán ejecutar con

medios convencionales; sin embargo, las dimensiones relativamente reducidas

de estas excavaciones, pueden ser más “sensibles” a la presencia de niveles

algo cementados; por este motivo, es recomendable prever un pequeño

porcentaje de excavación con martillo neumático.


7.3. TALUDES DE EXCAVACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LOS

MATERIALES

Se pueden prever taludes 1(H)/1(V) para alturas inferiores a unos tres metros

y algo más tendidos (3(H)/2(V)) para alturas superiores.

Con excepción de los saneos indicados en el apartado 7.1. el resto de material

que se excave estará constituido principalmente por suelos arenosos con

apreciable contenido de finos, y niveles de grava arenosa o limosa.

En general presentan unas condiciones muy favorables para su empleo en la

ejecución de rellenos compactados de calidad. Para la ejecución de rellenos

estructurales en las condiciones que se detallan en el posterior apartado,

únicamente se deberá tener la precaución de separar la fracción superior a

unos 25 centímetros que, estimamos representa un porcentaje muy reducido.

7.4. EJECUCIÓN DEL RELLENO ESTRUCTURAL

En esta Unidad, el relleno estructural afectará únicamente al fondo del

barranco, con una altura inferior a dos metros. En su ejecución se podrán

emplear materiales procedentes de la excavación de la parte de la terraza

situada sobre la cota de explanación prevista o materiales procedentes de

otras unidades. Previamente, será necesario eliminar la fracción superior a

unos 2/3 del espesor de la tongada (≈25 cm).


Una vez efectuadas las labores de preparación de la parcela descritas en el

Apartado 7.1. se deberá recompactar el fondo, saneando, si fuese necesario,

los posibles blandones que se observen.

El relleno se deberá realizar en sucesivas tongadas de unos 35 centímetros de

espesor máximo medidos antes de compactar. La extensión de la tongada se

realizará con medios apropiados (motoniveladora, pala con cadenas, rodillo

pata de cabra etc).

Una vez nivelada la tongada, en caso necesario, se deberá regar para

aproximar su contenido de humedad al óptima que resulte en los ensayos

proctor modificado (P.M.) de referencia.

Posteriormente, la compactación se efectuará mediante rodillo liso vibrante de

al menos 15 toneladas de peso muerto. El rodillo deberá pasar el número

suficiente de veces en dos direcciones ortogonales hasta alcanzar claramente

el grado de compactación necesario.

Cada tongada se deberá compactar como mínimo al 95% P.M. Este valor se

deberá alcanzar el toda la altura y extensión de cada tongada.

Para facilitar el engarce de las tongadas con el terreno natural, los escarpes

del barranco se deberán suavizar y escalonar, debiéndose disponer de anchura

suficiente para el correcto movimiento de los equipos de compactación.


Para asegurar un óptimo resultado del proceso de construcción, es necesario

que todo el proceso se desarrolle bajo la supervisión a pie de obra de un

técnico con experiencia.

Complementariamente, se deberán ir realizando ensayos de control de

compactación por el método nuclear y mediante placas de carga.

Antes de proceder a la extensión de la siguiente tongada, la anterior debe ser

aprobada por la dirección de obra mediante el correspondiente protocolo. En

cualquier caso, la aprobación de una tongada debe basarse en los criterios del

técnico supervisor más que en los resultados de los ensayos que se efectúen.

Los taludes del relleno estructural no deberán sobrepasar una pendiente del

3(H)/2(V).

Se ha preparado un Informe específico relativo al aprovechamiento de los

materiales y las condiciones de excavabilidad de la nueva refinería,

considerando todo el conjunto de nuevas terrazas previstas en el Proyecto C-

10. En este Informe se describen con mayor detalle las características del

terreno detectado y se proponen una recomendaciones para su mejor

aprovechamiento.


7.5. CONDICIONES DE CIMENTACIÓN

7.5.1. GENERAL

Las condiciones de la parcela para la cimentación de todos los equipos

previstos en la Unidad son claramente satisfactorias. Todos se podrán

cimentar superficialmente mediante zapatas empotradas a la profundidad

mínima requerida estructuralmente.

En las Láminas 2A y 2B se puede ver sombreada la zona aproximada que

ocupará el relleno estructural. Como se puede observar, este relleno ocupa

parcialmente el emplazamiento de los compresores (previstos y futuros), así

como el de unas pequeñas bombas (624G-016 A/B) el resto de equipos

principales se emplazará en zonas en desmonte.

A continuación se comentan las condiciones de cimentación de cada uno de

los principales equipos indicados en el Apartado 2.

7.5.2. COMPRESORES 624K-001 A/B Y 624K-0X1 A/B (FUTUROS)

En el emplazamiento de los compresores se han perforado los sondeos

denominados S-624/6 y S-624/7.

En ambos emplazamientos, el terreno natural se encuentra constituido por

suelos granulares, predominantemente arena con apreciable contenido de

finos, con valores de NSPT superiores a 30. Intercalados se encuentran algunos


niveles de grava con espesores relativamente reducidos, en general, inferiores

a dos metros.

En el emplazamiento del barranco, el nivel superior arenoso puede presentar

un grado de compacidad algo menor, medianamente denso.

Como se puede observar en las Láminas 2A y 2B, parte del emplazamiento

quedará ocupado por el relleno estructural que se ejecute, que en esta zona

tendrá un espesor del orden o inferior a un metro.

Las bancadas de los compresores se podrán apoyar a la profundidad mínima

requerida estructuralmente. Considerando la profundidades de cimentación

indicadas anteriormente (entre dos y dos metros y medio), el fondo de la

cimentación quedará situado en terreno natural granular arenoso.

Como módulo de balasto vertical, se puede considerar un valor de 10,0

Kg/cm3 para las dimensiones de la placa de 30 x 30 centímetros (k30).

Se han calculado las constantes de muelle para las dimensiones de la bancada

que parecen deducirse de la planta disponible (26 x 11 metros) (ver Lámina

2B), así como para algunas variaciones métricas. En cualquier caso, estamos a

su disposición para el cálculo de las constantes para las dimensiones que

finalmente resulten.

Se ha considerado unas condiciones representativas del terreno de apoyo

caracterizadas por los siguientes parámetros:


Densidad (γ)= 2,0 Tn/m3

Coeficiente de Poisson (ν): 0,35

Módulo dinámico de Corte en suelos granulares (G) función de las dimensiones

de la losa según la expresión:

donde K2 es un parámetro que, en materiales granulares, depende

fundamentalmente de su densidad relativa y del grado de deformación

dinámica; para una densidad relativa estimada en los niveles superiores del

terreno del 80 %, deducida de los ensayos S.P.T. realizados, y una

deformación de 10-4 % característica del movimiento vibratorio de los

compresores, se ha considerado un K2=70

Sobre la base de estos parámetros, se han considerado las siguientes

ecuaciones:

- movimiento vertical

- movimiento horizontal

- movimiento oscilante

22/12 /)'(70 mTnKG mσ⋅=

cdG

K Zz 41

βν−

=

( ) cdGK xx βν+= 14

281

cdG

K ψψ βν−

=


- movimiento de torsión

siendo:

βz, βx y βψ: coeficientes de Witman

c y d: semidimensiones de la losa

ro: radio equivalente

en estas condiciones, se han obtenido siguientes valores que se presentan en

la siguiente Tabla:

TIPO DE MOVIMIENTO

OSCILANTE (Tn x m) DIMEN.

DE LA

LOSA (m)

MÓDULO

DINÁMICO

DE CORTE

(G)

(Tn/m2)

VERTICAL

(Tn/m)

HORIZONTAL

(Tn/m) LADO CORTO

PARALELO EJE DE

OSCILACIÓN

LADO LARGO

PARALELO EJE

DE OSCILACIÓN

TORSIÓN

(Tn x m)

10 x 5 12.000 2,9 x 105 2,3 x 105 5,4 x 106 2,0 x 106 5,0 x 106

19 x 8 14.000 6,0 x 105 4,6 x 105 3,9 x 107 1,1 x 107 3,3 x 107

26 x 11 15.500 9,3 x 105 7,1 x 105 1,1 x 108 3,2 x 107 9,5 x 107

30 x 15 17.500 1,3 x 106 1,0 x 106 2,1 x 108 7,8 x 107 2,0 x 108

3

3

16oGrK =ϕ


Como coeficientes de amortiguamiento se pueden adoptar:

Movimientos traslacionales: 0,20

Movimientos rotacionales: 0,10

7.5.3. 624F-001 HORNO.

Se ha perforado el sondeo S-624/1 hasta unos 15 metros de profundidad. Por

encima del substrato rocoso, detectado a unos diez metros de profundidad

(cota ≈+16,5 m). Entre unos cinco y siete metros de profundidad y entre

ocho y diez, se ha detectado arcilla arenosa de consistencia muy firme o dura;

intercalados, aparecen niveles granulares densos.

Para alcanzar la cota de urbanización +24,0 metros, será necesario excavar

del orden de dos metros y medio; con la profundidad de empotramiento

prevista de entre dos y dos metros y medio, estos equipos quedarán apoyados

sobre los niveles de arcilla arenosa dura.

La carga de hundimiento se ha estimado a partir de la siguiente expresión

general propuesta por Terzaghi:

0,5c qh = c + D + Bq N N N γγ γ

donde,


- qh: carga de hundimiento.

- c: cohesión de terreno (Cu).

- Nc, Nq, Nγ: factores de capacidad de carga que dependen del ángulo de

rozamiento interno del terreno. En este caso, al tratarse de terrenos

cohesivos (φ=0), únicamente se considera en el cálculo el valor de Nc.

- B: anchura de la cimentación.

- γ: densidad del terreno.

- D: profundidad de cimentación.

En el cálculo se han asumido los siguientes parámetros del terreno:

Densidad (γ): 2,0 Tn/m3

Cohesión (Cu): 15 Tn/m2

Fricción (φ): 0º

Nc: 5,14

En estas condiciones, la carga de hundimiento que se obtiene es de:

qh = 5,14 x 15 Tn/m2 ≈ 77 Tn/m2

considerando un coeficiente de seguridad de tres, la carga admisible que

resulta es de:

qadm. ≈ 25 Tn/m2

Este valor se puede incrementar en un 30% para las hipótesis más

desfavorables del cálculo, como viento, sismo etc.


Como módulo de balasto vertical para la losa apoyada en los niveles de arcilla

arenosa dura se puede considerar un valor de k30=8 Kg/cm3.

Se han estimado los asientos por el modelo elástico, a partir de la siguiente

expresión de Schmertmann: n

zc i

j=1 j

IS=q Z

E

∑

donde:

q: presión de cimentación

Zi: espesor del estrato “i”

E: módulo de elasticidad del estrato

Iz: influencia de la carga a una profundidad “z”

En el cálculo se han considerando los siguientes módulos de elasticidad

relativamente conservadores:

- Arena densa: 400 Kg/cm2

- Arcilla dura: 200 Kg/cm2

- Grava densa: 700 Kg/cm2

Desconocemos la carga máxima de este equipo; los cálculos de asientos se

han efectuado para diversos diámetros de losa de cimentación (entre seis y

nueve metros), manteniendo constante la tensión de 2,5 Kg/cm2.

El espesor de suelos entre la cota de apoyo de la cimentación y el substrato,

rocoso “incompresible” a efectos prácticos, es muy reducido, del orden de


cinco metros. En estas condiciones, los resultados obtenidos para las diversas

hipótesis consideradas son muy similares; en todos los casos, el asiento

previsible es inferior a una pulgada.

Estos asientos tendrán un carácter elástico y se producirán prácticamente

durante la aplicación de las cargas.

7.5.4. 624C-002/003 REACTORES

Las cargas máximas que se nos han facilitado han sido:

- 624C-002: 815 Tn

- 624C-003: 522 Tn

Según la planta disponible, los equipos se instalarán de forma conjunta sobre

una estructura de seis pilares definiendo una malla de unos 8 x 8 metros, con

una superficie total de unos 8 x 15 metros.

Si se considera la carga máxima repartida uniformemente en el área cargada,

la tensión media que resulta es de unas 11,0 Tn/m2. Repartida entre los seis

pilares, la tensión por pilar sería del orden o inferior a 250 Tn (considerando

un porcentaje de peso propio de la estructura).

Se ha perforado en el emplazamiento el sondeo S-624/2. El terreno natural por

debajo de la cota +24,0 metros, está constituido por unos dos metros de

grava y arena medianamente densa o densa; a continuación se ha detectado


un estrato arcilloso que continua hasta la cota +15,5 m a partir de la cual se

ha identificado el substrato rocoso de dolomía muy fracturada.

En estas condiciones, si la cara inferior de la cimentación se sitúa

aproximadamente a la cota +21,50 metros, quedará apoyada en los niveles

de arcilla dura.

Si la cimentación se realiza mediante zapatas aisladas, se puede adoptar una

presión admisible de 2,5 Kg/cm2 incrementada en un 30% para las hipótesis

más desfavorables del cálculo, como viento, sismo etc. Se han calculado los

asientos que se producirán para diversas dimensiones de zapatas cuadradas

aisladas; en el gráfico siguiente se pueden ver los resultados obtenidos:

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

LADO ZAPATA CUADRADA (m)

ASIE

NTO

EN

CEN

TÍM

ETRO

S

Presión de cimentación constante = 2,5 kg/cm2


Como se puede observar, para las cargas indicadas anteriormente (del orden

de 250 Tn por pilar, zapatas de unos 3 x 3 m) los asientos máximos

previsibles son del orden o inferiores a una pulgada.

Si por condicionantes estructurales, finalmente la cimentación se efectúa

mediante una losa, como valor de k30 se puede considerar 8,0 Kg/cm3. Para

una losa de 8 x 15 metros, y la carga indicada de 11 Tn/m2, el asiento

previsible sería inferior a dos centímetros.

En todos los casos, estos asientos tendrán lugar de forma prácticamente

instantánea con la aplicación de las cargas.

7.5.5. 624C-005 COLUMNA

Se trata de un equipo de unos dos metros de diámetro que transmitirá una

carga de unas 53 toneladas.

Se ha perforado en el emplazamiento el sondeo S-624/3. Por debajo de la cota

+24,0 metros, el terreno natural está constituido por arena arcillosa muy

densa, con niveles de grava. Únicamente se ha detectado un nivel de arcilla

dura entre unos nueve y diez metros desde boca de sondeo.

El substrato rocoso dolomítico se ha identificado a 14,0 metros de

profundidad (cota +14,0 m)

La estructura se puede cimentar superficialmente a la profundidad mínima

requerida estructuralmente. Como carga admisible, se puede adoptar un valor


de 2,5 Kg/cm2 incrementada en un 30% para los casos más desfavorables del

cálculo.

Para el diseño de la losa de cimentación se puede considerar un valor de

K30 = 12 Kg/cm3.

Los asientos que se producirán serán inferiores a uno o dos centímetros y

tendrán lugar de forma prácticamente instantánea con la aplicación de las

cargas.

7.5.6. 624E-003 INTERCAMBIADORES

Equipo de unas 22 tonelada de peso que se instalará entre los reactores 624C-

002/003 y la columna 624C-005. Las condiciones del terreno en ambos

emplazamientos han sido descritas en los anteriores apartados.

Este equipo se podrán cimentar superficialmente a la profundidad mínima

requerida estructuralmente.

Como presión de cimentación se puede adoptar 2,5 Kg/cm2 (+ 30%). Los

asientos serán muy reducidos, inferiores a uno o dos centímetros.


7.5.7. 624C-001/009 DEPÓSITOS

Se prevén dos depósitos horizontales paralelos, de unos diez y nueve metros

de longitud respectivamente y 3,5 y 2,5 m de diámetro, separados un metro y

medio. Según la planta disponible, ambos depósitos parecen instalados sobre

una única estructura con seis pilares; desconocemos las cargas máximas.

Se ha perforado el sondeo S-624/3 en las proximidades del emplazamiento;

las condiciones del terreno detectas y han sido descritas en el Apartado 7.5.5.

La cimentación de la estructura se podrá realizar a la cota prevista

estructuralmente. Como presión de cimentación se puede adoptar 2,5 Kg/cm2

incrementada en un 30% para las hipótesis más desfavorables del cálculo.

En el siguiente gráfico se pueden ver los asientos que resultan para diferentes

tamaños de zapatas cuadradas, considerando una carga de trabajo de 2,5

Kg/cm2 y las condiciones del terreno reconocidas en el sondeo S-624/3;

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5

LADO ZAPATA CUADRADA (m)

ASIE

NTO

EN

CEN

TÍM

ETRO

S

Presión de cimentación constante = 2,5 kg/cm2


En todos los casos los asientos obtenidos son inferiores a dos centímetros.

7.5.8. 624C-007 Y 624C-015 COLUMNAS

Columnas de proceso de unas 50 toneladas de peso máximo, situadas a unos

veinte metros del sondeo S-624/6; las condiciones del terreno en este punto

han sido descritas en el Apartado 7.5.2.

Las losas se podrán apoyar a la profundidad mínima requerida

estructuralmente. Como presión de cimentación se puede considerar un valor

máximo de 2,5 Kg/cm2 (+ 30%); el valor de k30 es de 10,0 Kg/cm3.

Se ha efectuado un análisis de asientos para diversos diámetros de la

cimentación, manteniendo constante la carga máxima indicada de 50

toneladas. En el siguiente gráfico se observan los resultados obtenidos para

las condiciones del sondeo de referencia:

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5

DIÁMETRO DE LA LOSA (m)

ASIE

NTO

EN

CEN

TÍM

ETRO

S

Peso de la columna constante = 50 Tn


Como se puede observar, los asientos obtenidos son prácticamente

despreciables, inferiores a un centímetro.

7.5.9. 624C-010 COLUMNA

Columna de proceso de unas 60 toneladas de peso y unos tres metros de

diámetro. En el emplazamiento se ha perforado el sondeo S-624/5; por debajo

de la cota de apoyo estimada de la losa (≈+21,50 m) se encuentra un nivel de

arena muy densa (NSPT:44) y grava, de aproximadamente dos metros de

espesor; a continuación, un nivel de arcilla dura (Cu>3,0 Kg/cm2) y, por

debajo de unos diez metros de profundidad (+17,0 m), niveles de grava

arenosa con alguna intercalación de arcilla o arena arcillosa.

La losa se podrá apoyar a la profundidad mínima requerida estructuralmente.

Como presión de cimentación se puede considerar un valor máximo de 2,5

Kg/cm2 incrementada en un 30% para las hipótesis más desfavorables; el

valor de k30 es de 10,0 Kg/cm3.

En el siguiente gráfico se pueden ver la estimación de asientos realizada para

las condiciones del terreno en el emplazamiento de la estructura, un peso

constante de 60 toneladas y diferentes diámetros de losa.


Como se puede observar, los asientos que se producirán serán inferiores a un

centímetro.

7.5.10. 624C-012 COLUMNA

Columna de proceso de unas 30 toneladas de peso y diámetro similar a la

anterior.

En el emplazamiento se ha perforado el sondeo S-624/4; por debajo de la cota

de apoyo estimada de la losa (≈+21,50 m) se encuentra un nivel de arcilla

arenosa dura (Cu 2,50 - 3,0 Kg/cm2) de unos cuatro metros de potencia; a

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5

DIÁMETRO DE LA LOSA (m)

ASIE

NTO

EN

CEN

TÍM

ETRO

S

Peso de la columna constante = 60 Tn


continuación, predominan los niveles de arena arcillosa y grava, densas, con

alguna intercalación de arcilla dura.

La losa se podrá apoyar a la profundidad mínima requerida estructuralmente.

Como presión de cimentación se puede considerar un valor máximo de 2,5

Kg/cm2 (+ 30%); el valor de k30 es de 10,0 Kg/cm3.

Los asientos que se producirán serán prácticamente despreciables.

7.3.11. PIPE RACK

Como se ha comentado, se prevé un pipe-rack de unos 110 metros de

longitud que discurrirá con dirección aproximada Este – Oeste a lo largo de la

zona central de la Unidad.

El rack estará constituido por 19 pórticos con pilares metálicos cada seis

metros; las luces entre pilares serán de unos nueve metros y las cargas por

pilar de hasta 140 toneladas.

Las condiciones del terreno reconocidas a lo largo del trazado son favorables y

similares a las ya descritas en los apartados anteriores. Se trata de los niveles

de suelos granulares densos, con frecuentes intercalaciones de arcilla arenosa

dura.


Todos los pórticos se pueden cimentar superficialmente, adoptando una

tensión máxima de 2,5 Kg/cm2. Los asientos que se producirán serán

inferiores a dos centímetros y los diferenciales entre pilares inferiores a uno.

---.---.---.---.---.---.---.---


Se adjuntan las siguientes Láminas que completan el presente Informe.

Lámina 1 - Plano General. Láminas 2A y 2B - Plantas de Situación. Láminas 3A y 3B - Cortes del Terreno. Láminas 4A a 4N - Registros de Sondeos. Láminas 5A a 5I - Registros de Calicatas. Lámina 6A - Clave empleada en la Descripción de

Suelos. Lámina 6B - Clave de Registro de Sondeos. Lámina 6C - Sistema Unificado de Clasificación

de Suelos. Lámina 6D - Escala de Meteorización de la Roca. Láminas 7A a 7E - Fotografías. APÉNDICE I - Expedientes de ensayos de

Laboratorio. ---.---.---.---.---.---.---.---

Atentamente, JOLSA

Fco. Javier Oliden Jiménez José Luis López Ingeniero de Caminos, C. y P. Geólogo Snr.

Barcelona, 11 de octubre de 2007

FJO/JLL/em. 094-059 DESULFURADORA U 624 Inf. Final

JOLSAIngenieros Consultores en Geotecnia

APENDICE

EXPEDIENTES DE ENSAYOS DE LABORATORIO

u624 Desulfuradora Informe Final Completo

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