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PROYECTO DE EJECUCIÓN DE LAS CELDAS DE VERTIDO DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS

ANEJO III

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE LAS CELDAS DE

VERTIDO

Febrero 2011


ANEJO III ANÁLISIS DE ESTABILIDAD PARA LAS CELDAS DE VERTIDO i

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN Y OBJETO DEL INFORME................................................. 1

2. ENCUADRE GEOGRÁFICO....................................................................... 2

3. ESTUDIOS REALIZADOS: METODOLOGÍA DE TRABAJO............................... 4

3.1 INFORMACIÓN PREVIA ........................................................................... 4 3.1.1 Cartografías-Publicaciones................................................................. 4 3.1.2 Estudios recopilados ......................................................................... 4

3.2 TRABAJOS DE GABINETE ........................................................................ 6

4. GEOLOGÍA........................................................................................... 7

4.1. ENCUADRE GEOLÓGICO GENERAL ........................................................... 7 4.1.1 Marco geológico general- Historia geológica ......................................... 7 4.1.2 Hidrogeología .................................................................................. 9

4.2. ENCUADRE GEOLÓGICO DE DETALLE ..................................................... 12 4.2.1 Geología local (Unidades geológicas diferenciadas) ............................. 12 4.2.2 Sismicidad .................................................................................... 14

5. GEOTECNIA ....................................................................................... 19

5.1. CONSIDERACIONES PRELIMINARES ....................................................... 19

5.2. DESCRIPCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE LAS UNIDADES GEOTÉCNICAS DIFERENCIADAS................................................................................. 20

5.2.1 Residuos sólidos urbanos ................................................................ 20 5.2.2 Piroclastos rojos de la secuencia inferior............................................ 24 5.2.3 Piroclastos negros, localmente rojizos, de la secuencia superior ............ 25 5.2.4 Materiales de estabilización ............................................................. 25 5.2.5 Impermeabilización ........................................................................ 25

5.3. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS RECOMENDADOS ....................................... 26

5.4. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD .................................................................. 27 5.4.1 Consideraciones generales .............................................................. 27 5.4.2 Cálculo de estabilidad ..................................................................... 28 5.4.3 Perfiles seleccionados para el cálculo de estabilidad ............................ 31 5.4.4 Salidas Gráficas de los Análisis de estabilidad..................................... 32

5.5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.................................................. 34


ANEJO III ANÁLISIS DE ESTABILIDAD PARA LAS CELDAS DE VERTIDO 1

1. INTRODUCCIÓN Y OBJETO DEL INFORME

En la presente nota técnica se presenta por parte del Dpto. de Geología y Geotecnia

de Prointec, un análisis sobre la estabilidad del vertido de residuos sólidos urbanos

sobre el vertedero insular existente en Lanzarote, constituyendo así la Ampliación del

Complejo Ambiental de Zonzamas, analizando las propuestas recogidas en la

información facilitada.

Para la elaboración del presente informe se ha planificado el trabajo de la siguiente

forma:

• Recopilación y análisis de la información existente en forma de cartografías,

publicaciones o informes previos recopilados.

• Interpretación y análisis de toda la información obtenida y redacción del

informe.

Para la definición de los parámetros geológico-geotécnicos, se ha procedido a un

análisis exhaustivo de la información recopilada, trabajos de campo realizados en

estudios anteriores y bibliografía existente, en donde se han determinado las

diferentes unidades geológico-geotécnicas presentes en la zona de estudio.

Finalmente se ha procedido a la redacción de la nota técnica, la cual pretende dar

unas soluciones y recomendaciones, a partir de los interrogantes geológico-

geotécnicos que plantea la ampliación del vertedero en cuestión.

Para dicho fin, en la fase de trabajo en gabinete en la cual se redacto el informe, se ha

estructurado dicha memoria en los siguientes apartados:

• Encuadre Geográfico

• Estudios Realizados - Metodología de Trabajo

- Información Previa

- Trabajos de Gabinete

• Geología

- Encuadre Geológico General

- Encuadre Geológico de detalle

• Geotecnia

- Consideraciones preliminares

- Descripción y Caracterización de las Unidades Geotécnicas Diferenciadas

- Parámetros geotécnicos recomendados

- Determinación del perfil geológico-geotécnico de cálculo



- Análisis de estabilidad

• Conclusiones y recomendaciones

2. ENCUADRE GEOGRÁFICO

El Complejo Ambiental de Zonzamas se encuentra en el centro de la isla de Lanzarote,

al sur del término municipal de Teguise, próximo a los términos municipales de San

Bartolomé y Arrecife, en la carretera de Tahiche a San Bartolomé Km 4. El acceso se

realiza por una carretera secundaria que conduce desde Arrecife a San Bartolomé.

La Ampliación del complejo Ambiental de Zonzamas se encuentra ubicada sobre un

“vertido de tratamiento de residuos”, debido a que la caldera de Zonzamas se

encuentra ocupada desde hace años por el Vertedero Insular.

En las figuras adjunta se muestra un encuadre geográfico general de la zona objeto de

investigación.

Figura 2.1.-. Encuadre geográfico en la isla de Lanzarote del área objeto de estudio.



Figura 2.2.-. Encuadre geográfico general del área objeto de estudio.

Figura 2.3.-. Vista aérea de detalle del área objeto de estudio.

Zona de Estudio



3. ESTUDIOS REALIZADOS: METODOLOGÍA DE TRABAJO

Los trabajos llevados a cabo, se desarrollaron en una serie de fases sucesivas,

distinguiéndose así como en una:

• 1ª fase, se recopiló de la forma más exhaustiva posible toda la abundante

información disponible: cartografías, informes, tesis, publicaciones,...

• 2ª fase, se revisó toda la información recopilada, sintetizándose en la

elaboración de determinados capítulos del presente informe.

• 3ª fase, se procedió a la interpretación y análisis de toda la información

recopilada, los datos de los trabajos de campo y los resultados de los perfiles

sísmicos recopilados, elaborando el presente documento en el cual se

contemplan una serie de conclusiones y recomendaciones sobre la viabilidad y

posibles soluciones a la obra proyectada.

3.1 INFORMACIÓN PREVIA

En la recopilación bibliográfica de documentación geológica-geotécnica con aplicación

a la obra estudiada y siempre con libre acceso, se consultó la información que se

enumera a continuación.

3.1.1 Cartografías-Publicaciones

En una primera labor de encuadre y conocimiento general de la zona en cuestión se

recopiló y consultó la siguiente información:

• I.G.M.E.: Cartografía geológica, a escala 1/25.000, “Teguise”, Hoja: 1082.ç

3.1.2 Estudios recopilados

• “Control de Complejo Medioambiental de Zonzamas”. Noviembre de 2007.

De dicho estudio se ha consultado la siguiente información:

- Plano 1.- Situación y emplazamiento (E:1/5000)

- Plano 2.- Planimetría general. (E:1/1000)

- Plano 3.- Levantamiento topográfico (E:1/1000)

- Plano 4.- Plano de superficies y volúmenes (E:1/1000)

- Plano 5.- Planta de perfiles (E:1/1000)



- Plano 6.- Perfil de detalle (E:1/1000)

• “Topografía y Cálculos de Construcción del Complejo Medioambiental de

Zonzamas”. Noviembre 2009.

El objeto de dicho estudio consistió en la toma de datos para la representación de la

orografía, así como cotas del terreno, tanto de las laderas de la caldera como de la

zona de vertidos. Este documento gráfico se necesitó para realizar un estudio de

ampliación de la zona de vertidos, por lo que se extendió además hacia la carretera

LZ-34 (San Bartolomé-Tahiche).

La documentación de interés extraída de dicho documento y de aplicación en la

presente nota técnica es la siguiente:

- Plano.- Levantamiento topográfico de vertedero de residuos de Zonzamas

(E:1/1000).

• “Estudio Geotécnico para la Ampliación del Complejo Ambiental de Zonzamas

(Lanzarote)”.2009. Realizado por Geocisa (Geotecnia y Cimientos S.A).

Se resume a continuación, de forma breve, el contenido de dicho estudio:

Con motivo de la Ampliación del Complejo Ambiental de Zonzamas , situado en una

antigua caldera volcánica en Lanzarote, la UTE CLUSA-DANIGAL-DAORJE solicitó a

GEOCISA la realización de un estudio para establecer la estabilidad de los desmontes

y la excavación de los materiales presentes en la zona.

Para la realización de dicho estudio, se llevó a cabo una cartografía geológica en

planta de la zona y un levantamiento topográfico con su interpretación, realizados por

un técnico experto en estos trabajos, así como una campaña de reconocimientos

mediante la técnica de la sísmica pasiva. Posteriormente, en gabinete, se plasmaron

los problemas geotécnicos encontrados sobre las fotografías realizadas, analizándose

los mismos y dándose las recomendaciones necesarias para acometer las futuras

excavaciones con seguridad.

En el complejo ambiental de Zonzamas emplazado en la Caldera de Zonzamas,

constituido por un gran cono piroclástico de edad Pleistoceno Inferior, distinguieron la

existencia de dos conjuntos de materiales, una secuencia antigua formada por

piroclastos de coloración rojiza, en general algo compactados y una secuencia

moderna formada por piroclastos negros (localmente rojizos) muy vesiculados y en

general con menor grado de compactación.

A modo general, se recomiendan taludes de excavación de 1H:1V en las zonas de

piroclastos negros menso compactados, pudiendo adoptarse taludes más verticales,

hasta 1H:5V, en las zonas de piroclastos rojos más compactados.



Se recomienda en las excavaciones la realización de bermas de una anchura tal que

permita el paso de maquinaria para su mantenimiento (3m-5m de ancho), dispuestas

cada 10 m de altura de excavación.

Además deberá tenerse especial cuidado en las zonas donde se detecta un área

fracturada que actúa como drenaje de la zona endorréica exterior a la caldera. En este

punto deberán disponerse las medidas de drenaje recomendadas en el informe.

En las zonas donde se han detectado posibles caídas de bloques o lajas , es

conveniente disponer una malla de bulones, que en principio podrá ser al tresbolillo

con separación entre loso mismos de dos metros, lo que implica un bulón cada 3,5 m2.

Estos bulones serán de 25 mm de diámetro y una longitud estimada de 6 m. además

deberá disponerse un gunitado y un mallazo de acero de 150 mm x 150 mm x 6 mm.

Indican también la necesidad de una cartografía de detalle, junto con los

correspondientes perfiles transversales, a la hora de definir con exactitud las

excavaciones necesarias de cara a la ampliación del Complejo ambiental de

Zonzamas.

3.2 TRABAJOS DE GABINETE

El trabajo llevado a cabo en gabinete consistió por un lado en esa labor previa de

documentación sobre bibliografía recopilada, así como informes previos sobre la obra

en cuestión, realizándose una síntesis de toda esta información que en un paso

posterior se analizó y se ha plasmado en este estudio, analizándose la problemática

geológico-geotécnica, de la futura ampliación del complejos ambiental de Zonzamas,

realizándose el análisis de estabilidad del nuevo vertedero de residuos sólidos urbanos

proyectado.

De esta manera, el trabajo comienza con un encuadre geográfico y geológico de la

zona de trabajo investigada, desarrollándose en una primera parte la metodología

seguida para la caracterización de los parámetros geotécnicos básicos del material

para cada una de las unidades diferenciadas, y el posterior tratamiento de los datos

obtenidos.

El Informe Geotécnico, ha incluido los siguientes apartados:

• Descripción geológica de la zona objeto de estudio.

• Caracterización sísmica de la zona de estudio.

• Descripción geotécnica del emplazamiento.

• Caracterización geotécnica de los materiales de la zona, incluyendo la

caracterización geotécnica de los vertidos de RSU antiguos y los actuales.



• Análisis de estabilidad de la futura ampliación del vertedero, realizando un

estudio de las situaciones más desfavorables.

4. GEOLOGÍA

4.1. ENCUADRE GEOLÓGICO GENERAL

4.1.1 Marco geológico general- Historia geológica

Lanzarote es la isla más nororiental del archipiélago canario. Está situada a unos 125

km de la costa africana y a unos 7 km al N de Fuerteventura; a su ámbito geológico

también pertenecen los islotes de La Graciosa, Montaña Clara, Alegranza, Roque del

Este y Roque del Oeste. LA isla tiene una forma alargada en dirección NE-So y una

longitud aproximada de 60 Km, con una extensión superficial de 846 km2, incluyendo

todos los islotes.

Su topografía es irregular, con dos bloques relativamente elevados en el N y en el S

que corresponden, respectivamente, a los macizos de Famara y Los Ajaches y una

extensa superficie de tierras bajas que cubre la mayor parte de la isla, en la que

destacan multitud de elevaciones correspondientes a los conos estrombolianos

recientes. En esos macizos es donde la res hidrográfica de la isla está mejor

desarrollada, encontrándose algunos barrancos que presentan encajamientos

profundos. También en esta zona se encuentran los acantilados más importantes,

siendo la costa en el resto de la isla generalmente baja y con desarrollo, en algunos

sectores, de amplias playas.

Además de los materiales volcánicos se encuentran con carácter muy subordinado

diversas unidades sedimentarias, principalmente depósitos pliocenos y cuaternarios de

arenas eólicas y en menor proporción caliches y depósitos detríticos coluviales,

aluviales y marinos.

Lanzarote es la única isla en la que existe un sondeo profundo que permite tener

datos sobre sus raíces. En él, bajo coladas correlacionables con las de los edificios

antiguos, aparecen tobas y lavas submarinas que en su base llevan asociada fauna del

Oligoceno medio-inferior; por último, a partir de los 2.600 m de profundidad aparecen

sedimentos paleocenos (Sánchez Guzmán y Abad, 1.986).

La parte emergida de la isla está constituida esencialmente por materiales volcánicos

subaéreos. Forma parte de las estructuras volcánicas del sector oriental del

archipiélago canario que tiene una directriz NNE-SSO y están emplazadas sobre una

corteza oceánica modificada que tiene un espesor de unos 11-15 km (Dash y

Bosshard, 1.968; Bosshard y Mc Farlane, 1.970; Roeser et al., 1.971; Banda et al.,

1.981)



4.1.1.1 Los edificios antiguos

Los materiales del primer ciclo volcánico se encuentran representados en los restos de

los edificios de Los Ajaches y Famara y en una serie de pequeños afloramientos

aislados que se localizan entre ambos, en la zona central de la isla. Mientras que el

Edificio Ajaches tiene una edad Mioceno Medio, el Edificio Famara tiene una edad más

joven Mioceno Superior-Plioceno.

Edificio Ajaches.- Está situado en el extremo sur de la isla y en él se encuentran los

materiales volcánicos más antiguos. Abdel-Monem et al. (1.971) obtienen en una

colada de la zona de Punta de Papagayo una edad de 19,5 Ma; no obstante, esta edad

es de significado dudoso y no ha sido confirmada por dataciones posteriores. La edad

del edificio va desde los 15,5 a los 12,3 Ma (Ibarrola e al., 1.988; Coello et al., 1.992).

Balcells et al. Distinguen dos tramos, uno inferior constituido por apilamientos de

coladas y piroclastos basálticos atravesados por diques básicos y otro superior,

también basáltico, de más de 300 m de espesor, con coladas masivas y potentes y

escasas intercalaciones de piroclastos, que buza de 5º a 8º al ESE y tiene una

inyección filoniana menor. En la zona de punta de Papagayo, en la parte alta del tramo

inferior se halla un conjunto de materiales lávicos, piroclásticos e intrusivos de

composición intermedia-sálica.

A techo de los apilamientos volcánicos del Edificio Ajaches se encuentran algunas

coladas de basaltos olivínicos que se adaptan al paleorrelieve erosivo. Son los

materiales más recientes, habiéndose producido su emisión en un estadio avanzado de

degradación del edificio principal.

Edificio Famara.- Sus restos están representados por más de 600 m de coladas

basálticas con algunos niveles de piroclastos y conos de escorias enterrados y

atravesados por diques y pitones basálticos. En él se pueden establecer tres episodios

principales de actividad volcánica. Un tramo inferior que se sitúa en un intervalo

cronológico que abarca entre 10,2 y 8,3 Ma, un tramo intermedio en el que las

emisiones se concentran en un periodo comprendido entre 7,2 y 5,3 Ma y un tramo

superior con edades entre 3,9 y 3,66 Ma.

El tramo inferior se encuentra en la base del escarpe de Famara, buza menos de 8º

ESE y está formado por un apilamiento monótono de coladas y piroclastos basálticos

atravesados por diques. Tiene estructura tabular y buzamientos de 2º a 8º al E, sin

que se observe ninguna discordancia con el tramo inferior.

El tramo superior es el que corona los relieves más importantes de Famara y está

formado por coladas potentes de basaltos entre las que se encuentran intercalados

algunos niveles piroclásticos y conos de cínder. Lo diques son escasos, pero se

encuentran con relativa frecuencia algunos pequeños cuerpos intrusivos de gabros.



Los materiales presentan en el sector septentrional buzamientos suaves al N y al NE y

en el sector meridional al SE y al S.

En el sector central de la isla existen afloramientos basálticos aislados, con edades

análogas al tramo intermedio de Famara, pero sin conexión clara con ninguno de los

edificios antiguos mencionados.

La finalización del primer ciclo tuvo lugar en el Plioceno inferior, cesando la actividad

eruptiva y produciéndose el desmantelamiento de los edificios antiguos a causa de

desplomes y de la acción de procesos erosivos.

4.1.1.2 La actividad reciente

El volumen de los materiales asociados a este segundo ciclo es muy inferior a los

emitidos en el primero. El máximo de actividad se registra en el Pleistoceno inferior,

disminuyendo progresivamente desde entonces hasta la actualidad.

Las erupciones están controladas principalmente por un sistema fisural con dirección

NE-SO (Rift o Dorsal Central, Carracedo y Rodríguez Badiola, 1.993), concentrándose

una gran arte de los mismos en una banda que iene esta orientación. No obstante, en

Famara, la disposición de los conos volcánicos cuaternarios presenta una directriz más

norteada, subparalela al alargamiento del edificio.

El Pleistoceno inferior es el periodo en el que se registra una mayor actividad volcánica

y a él pertenecen un gran número de centros de emisión que están alineados según

directrices NE-SO. Los materiales más antiguos datados tienen edades de 1,8 y 1,4 Ma

y proceden de centros de emisión que surgieron sobre el edificio de Famara. El volcán

de Montaña Roja, en el extremo SO de la isla, fue datado por Ibarrola et al., (1.988)

en 2,7 Ma, mientras que Meco y Stearns (1.981) lo habían datado en 0,82 Ma.

Dataciones más recientes han proporcionado una edad de 1,2-1,3 Ma (Zaro et al.,

2.002) coherentes con nuevos datos paleomagnéticos de los mismos autores.

4.1.2 Hidrogeología

4.1.2.1 Naturaleza de las rocas volcánicas

La topografía de la isla se caracteriza principalmente por una serie de barrancos

profundamente encajados que originan una secuencia radial y lineal de valles. Un

rasgo típico del paisaje es la existencia de un gran número de conos volcánicos y

calderas y en menor importancia diques, escarpes, cuerpos intrusivos y campos de

lava. Estos últimos, llamados “malpaíses”, son a menudo campos de lava caóticos,

producto de las manifestaciones volcánicas más recientes. El más espectacular es el



de las Montañas de Fuego, resultado de las erupciones ocurridas entre 1730 y 1736,

que ocupa en la actualidad una superficie de unos 200 Km2.

Los pozos en rocas volcánicas pueden a veces dar caudales espectaculares con

descensos mínimos, pero en la misma formación y a escasa distancia, pueden ser

prácticamente estériles. En este aspecto las rocas volcánicas son algo similares a las

calizas. El basalto es la roca volcánica más extendida y también la que tiene

propiedades hidrogeológicas más interesantes.

Las grandes coladas de lava y conos volcánicos son las dos formas más típicas de

presentarse este tipo de rocas. En realidad, ambas formas suelen estar íntimamente

asociadas. Las erupciones volcánicas se localizan preferentemente a lo largo de

grandes fisuras de la corteza terrestre y/o en puntos localizados de ellas. En este

segundo caso suelen dar origen a los conos volcánicos que están integrados por

mantos de piroclastos y coladas de lava. Los piroclastos emitidos se extienden en

torno al centro eruptivo de forma más o menos regular. Las coladas de lava discurren

por las depresiones y rellenan las zonas bajas de la topografía preexistente. La

proporción entre lavas y piroclastos depende en gran parte de la viscosidad y del

contenido en gases del foco magmático que alimenta la erupción.

Desde el punto vista hidrogeológico, interesa recordar que los conos suelen estar

formados por alternancia de coladas de lava y productos piroclásticos, cuyo tamaño

varía desde el de bloques gigantescos al de cenizas finísimas. Estos materiales finos

pueden llegar a depositarse a distancias muy alejadas del punto de la erupción pero

sólo en las proximidades del volcán dan lugar a formaciones geológicas de espesor

notable. La granulometría de los depósitos piroclásticos depende del tipo de lava; en

segundo término, depende del medio en el que se produjo la sedimentación. En

ocasiones, la ulterior separación por tamaños de que son objeto los mantos

piroclásticos, al ser erosionados por las aguas superficiales y vueltos a depositar,

hace aumentar notablemente su permeabilidad.

Una importante característica hidrogeológica de las formaciones volcánicas es la

frecuente presencia de barreras impermeables o poco permeables, con disposición

unas veces casi paralela al buzamiento de las coladas y otras perpendicular al mismo.

Estas barreras pueden dar origen a cierta “compartimentación” de una misma

formación geológica en un conjunto de unidades hidrogeológicas más o menos

aisladas desde el punto de vista hidráulico. Se describe a continuación la naturaleza de

alguna de esas barreras.

A veces loa materiales volcánicos son posteriormente atravesados por inyecciones de

lava, formándose así diques, cuya disposición tiende a ser casi vertical y tiene un

cierto interés hidrogeológico. Otra causa de discontinuidad vertical es la presencia de

almagres bajo las coladas volcánicas, que unas veces corresponden a suelos recocidos



por el calor y otras a capas de piroclastos finos alterados por los agentes atmosféricos

y emanaciones durante el tiempo transcurrido entre su deposición y el momento de su

recubrimiento.

En los conos volcánicos o en sus zonas próximas los mantos de productos piroclásticos

poco permeables (tobas litificadas o cenizas, principalmente) que quedan interpuestos

entre coladas de lava más permeables, suelen actuar a modo de barreras casi

horizontales. Aunque no existan dichos mantos de productos piroclásticos

interpuestos en las lavas, si transcurre suficiente tiempo entre la efusión de dos

coladas superpuestas, la meteorización suele originar un suelo arcilloso sobre la colada

inferior que la separa hidráulicamente de la superior. Dentro de una misma colada de

lava, las zonas superior e inferior suelen ser más porosas y permeables que la zona

central de la colada que puede actuar a veces a modo de barrera que aísla la zona

superior de la inferior. Evidentemente, como en cualquier otro tipo de embalse

subterráneo, una falla o fractura que enfrente una zona permeable de una

impermeable, también dará origen a una barrera impermeable.

4.1.2.2 Hidrogeología de las rocas volcánicas

Los estudios y ensayos realizados en varias galerías en Canarias (Custodio 1.974;

MOPU_UNESCO, 1.975) y la reproducción de su comportamiento hidráulico con

modelos (Anguita, 1.974), señalan que las discontinuidades citadas son

heterogeneidades que a gran escala sólo se traducen en cierto de grado de

anisotropía y que los diques, si bien en ocasiones y localmente son muy poco

permeables, otras veces resultan tan permeables como la roca de caja y su inyección

ha contribuido a crear grietas verticales por las que circula el agua. El resultado es que

un macizo volcánico, considerado en su conjunto, se comporta como una masa rocosa

permeable y anisótropa, que sigue razonablemente bien las leyes de la hidráulica

subterránea clásica. (Siguiente figura)



Figura 4.1.- Esquema hidrogeológico del macizo basáltico de Famara (Lanzarote)

(Modificado de custodio, E. 1972)

La porosidad de las rocas volcánicas varía mucho, según su origen. En las zonas en

las que la solidificación ha sido “tranquila”, como en las chimeneas o calderas, lagos

de lava, etc…, la porosidad es casi siempre inferior al 5 %.

Estos mismos materiales cuando han discurrido sobre la superficie en forma de

coladas o han dado lugar a piroclastos, suelen presentar una porosidad muy superior

que, en conjunto, puede ser de un 10 a un 50 %.

La permeabilidad de las rocas volcánicas presenta un campo de variación

extraordinario. Los materiales piroclásticos rara vez tendrán permeabilidades

superiores a 0,01 m/día, por lo cual, los pozos que en ellos se construyan sólo podrán

proporcionar caudales muy reducidos, cuando se trata de coladas volcánicas, los

caudales específicos de los pozos suelen oscilar entre 150 m2/día para los basaltos

antiguos y 1500 m2/día o más para los basaltos modernos.

4.2. ENCUADRE GEOLÓGICO DE DETALLE

4.2.1 Geología local (Unidades geológicas diferenciadas)

Este apartado está recopilado del “Estudio geotécnico para la Ampliación Complejo

Ambiental de Zonzamas (Lanzarote)” realizado por Geocisa, debido a los trabajos de



campo realizados y fichas de alzados presentados, confirmándose la existencia de

dichas unidades mediante reconocimiento de campo realizado por un técnico experto.

Se trata de un cono piroclástico con forma de herradura abierta hacia el noroeste, con

850 m de diámetro y una altitud de 280 m. En el cono se ha desarrollado un amplia

caldera con un diámetro en su parte inferior de unos 500 m y una altura de unos 80

m, que se apoya en su ladera sur sobre las bocas de emisión de Montaña de

Zonzamas.

El edificio forma parte, según la cartografía geológica del IGME de 1958, de los

materiales Pleistocenos Inferiores. La Caldera de Zonzamas forma un amplio cono de

piroclastos basálticos de coloraciones rojizas y negras, que emitió importantes coladas

AA que se desplazaron hacia el sur rodeando la montaña Moneje.

El lapilli presenta abundante bombas y bloques de hasta 200 cm. En las laderas de la

caldera se puede observar el desarrollo de pequeñas costras milimétricas. Se trata en

general de basaltos vacuolares olivínicos y afaníticos, con diversos grados de

alteración, estando en algunos puntos ligeramente compactados.

SE pudo observar en las excavaciones realizadas en la caldera la presencia de alguna

colada de hasta 2 m de espesor, en general masiva, y que engloba pequeños enclaves

de dunita.

Durante el estudio de la caldera se pudieron diferenciar, dentro de la serie piroclástica

del edificio, dos secuencias de materiales y que se detallan a continuación.

Secuencia antigua

Está formada por piroclastos de coloraciones rojizas y un grado medio de alteración,

alternando los paquetes de granulometría lapilli con niveles de granulometría mayor,

con escorias y bombas en algún caso de gran tamaño (>1m). Los piroclastos están

algo compactados y las excavaciones presentan taludes muy verticales (80º-90º),

que se mantienen sin grandes problemas. Muestran estratificaciones con gran

variación tanto en dirección como en buzamiento a lo largo de todo ele dificio.

Secuencia moderna

Se apoya sobre la anterior en las laderas del lados sur de la caldera, y está formada

por piroclastos en general muy vesiculados, de colores negros y grises (localmente

algo rojizos) y con menor grado de compactación, lo que provoca que los corte de las

excavaciones sean más tendidos e irregulares y generen un importante chineo. La

orientación de estos materiales se muestra con direcciones y buzamientos hacia el

norte, es decir hacia el interior de la caldera. En la zona de contacto entre el borde sur

de la caldera de Zonzamas y los cráteres de montaña Zonzamas, se ha generado una

zona endorréica, que desarrolla un coluvión areno-arcilloso. El drenaje de esta zona



endorreica se realiza hacia el interior de la caldera, a través de una zona fracturada

de dirección noreste-suroeste.

4.2.2 Sismicidad

4.2.2.1 Introducción

El dimensionamiento de las estructuras en el presente estudio debe considerar los

efectos sísmicos, esto se realiza de acuerdo a la normativa vigente en la actualidad,

constituida por la Norma de Construcción Sismorresistente: Parte General y

Edificación, NCSE-02, aprobada por Real Decreto 997/2002 del 27 de Septiembre, de

aplicación, tal como se indica en el Artículo 2. del Real Decreto, en los “...proyectos y

obras de construcción que se realicen en el territorio nacional, concretamente en el

campo de la edificación y subsidiariamente, en el de la ingeniería civil y otros tipos de

construcciones, en tanto no se aprueben normas específicas para los mismos”.

Complementariamente, la Norma de Construcción Sismorresistente: Puentes (NCSP-

07), dentro del marco establecido por la Norma de Construcción Sismorresistente:

Parte General y Edificación, se extiende a todos los proyectos y obras de nueva

construcción de puentes que formen parte de la red de carreteras del Estado o de la

red ferroviaria de interés general.

4.2.2.2 Criterios de aplicación de la norma

La aplicación de esta la NCSE-02 es obligatoria en las construcciones recogidas en el

artículo 1.2.1, excepto:

• En las construcciones de importancia moderada.

• En las edificaciones de importancia normal o especial cuando la aceleración

sísmica básica ab sea inferior a 0,04·g, siendo g la aceleración de la gravedad.

• En las construcciones de importancia normal con pórticos bien arriostrados

entre sí en todas las direcciones cuando la aceleración sísmica básica ab (art.

2.1) sea inferior a 0,08·g. No obstante, la Norma será de aplicación en los

edificios de más de siete plantas si la aceleración sísmica de cálculo, ac, (art.

2.2) es igual o mayor de 0,08 g.

En el caso de puentes, según la NCSP-07, no será necesaria la consideración de las

acciones sísmicas cuando la aceleración sísmica horizontal básica del emplazamiento

ab definida en el apartado 3.4. de la NCSP-07 cumpla:



ab < 0.04g

Tampoco será necesaria la consideración de las acciones sísmicas en las situaciones en

que la aceleración sísmica horizontal de cálculo ac definida en el apartado 3.4. de la

NCSP-07 cumpla:

ac < 0.04g

4.2.2.3 Cumplimiento de la norma

El Cumplimiento de la Norma hace referencia a las tres fases de una obra: fase de

proyecto, fase de construcción y período de vida útil. En el Aptdo. 1.3. “Cumplimiento

de la Norma” del capítulo 1 “Generalidades” se explican las acciones que tienen que

llevarse a cabo en cada una de estas fases:

• Cumplimiento de la Norma en la fase de proyecto

• Cumplimiento de la Norma en la fase de construcción

• Cumplimiento de la Norma durante el período de vida útil

4.2.2.4 Clasificación de las construcciones

La NCSE-02, en su Capítulo I, Apartado 1.2., considera distintas clases de

construcción (construcciones de moderada importancia, de normal importancia y de

especial importancia). Según se trate de una u otra, se desarrollan distintos

procedimientos de cálculo y se definen para ello diferentes parámetros (períodos de

retorno, coeficientes de mayoración, etc.).

Según el citado apartado 1.2. “Aplicación de la Norma”, epígrafe 1.2.2. “Clasificación

de las construcciones” del Capítulo I “Generalidades”, las obras consideradas en el

presente estudio informativo se clasifican como de importancia especial, denominadas

así las infraestructuras “…cuya destrucción por el terremoto, pueda interrumpir un

servicio imprescindible o dar lugar a efectos catastróficos”.

La NCSE-07, en su Capítulo 2, Apartado 2.3., clasifica los puentes por su importancia

en función de los daños que pueda ocasionar su destrucción, indicando un valor para

el factor de importancia de 1,0 en el caso de importancia normal y de 1,3 para el caso

de importancia especial.



4.2.2.5 Aceleración sísmica básica. Mapa de aceleración sísmica

Según el mapa de peligrosidad sísmica recogido en la Figura 4.1., y apoyándose en el

Anejo 1 de la norma “Valores de la aceleración sísmica básica ab y del coeficiente de

contribución k de los términos municipales con ab ≥ 0.04 g”), la zona de estudio en el

presente proyecto se caracteriza por una aceleración sísmica básica ab, “valor

característico de la aceleración horizontal de la superficie del terreno, correspondiente

a un período de retorno de 500 años”, de:

0,04 ≤ ab / g ≤ 0,08

TABLA 4.1.- TÉRMINO MUNICIPAL DE APLICACIÓN AL PRESENTE PROYECTO, VALOR DE LA ACELERACIÓN SÍSMICA BÁSICA Y COEFICIENTE DE CONTRIBUCIÓN K.

Población aa / g Coeficiente de contribución (K)

Arrecife aa / g = 0,04 (K = 1,0)

Teguise aa / g = 0,04 (K = 1,0)

Figura 4.2.- Mapa de Peligrosidad Sísmica en la Península (NCSE-02 y NCSE-07).

ÁREA DE ESTUDIO



)25,1

1()1,0·(33.025.1

CgaCS b −⋅−⋅+= ρ

25.1CS =

4.2.2.6 Aceleración sísmica de cálculo

La aceleración sísmica horizontal de cálculo se define como el producto:

ac = S · ρ · ab

donde:

ab: Aceleración sísmica básica obtenida en el apartado anterior. Es el valor

característico de la aceleración horizontal de la superficie del terreno, correspondiente

a un período de retorno de 500 años.

ρ: Coeficiente adimensional de riesgo, obtenido como producto de dos factores:

ρ = γI . γII

γI: Factor de importancia,

Importancia γI Normal 1.0 Especial 1.3

γII: Factor modificador para considerar un periodo de retorno diferente de 500 años.

El producto:

ρ.ab: Representa la aceleración sísmica horizontal correspondiente a un periodo de

retorno PR. El valor de esa aceleración puede deducirse de un estudio probabilista de

la peligrosidad sísmica en el emplazamiento del puente. A falta de este estudio, de

forma aproximada puede suponerse:

γII= (PR/500)0.4

S: Coeficiente de amplificación del terreno. Toma el valor:

Para ρ • ab ≤ 0,1 g

Para 0,1g < ρ • ab < 0,4 g

Para 0,4g ≤ ρ • ab S = 1,0



25.1CS =

Siendo C, el Coeficiente del terreno, que depende de las características geotécnicas

del terreno de cimentación, detalladas en el Apartado 2.4 de la Norma:

- Terreno tipo I: Roca compacta, suelo cementado o granular muy denso.

Velocidad de propagación de las ondas elásticas transversales o de cizalla, vs > 750

m/s.

- Terreno tipo II: Roca muy fracturada, suelos granulares densos o cohesivos duros.

Velocidad de propagación de las ondas elásticas transversales o de cizalla, 750 m/s ≥

vs > 400 m/s.

- Terreno tipo III: Suelo granular de compacidad media, o suelo cohesivo de

consistencia firme a muy firme. Velocidad de propagación de las ondas elásticas

transversales o de cizalla, 400 m/s ≥ vs > 200 m/s.

- Terreno tipo IV: Suelo granular suelto, o suelo cohesivo blando. Velocidad de

propagación de las ondas elásticas transversales o de cizalla, vs ≤ 200 m/s.

A cada uno de estos tipos de terreno se le asigna un valor del coeficiente C,

coeficiente del terreno, que aparece en la tabla 3.3:

TABLA 4.2.- VALORES QUE ADOPTA EL COEFICIENTE DE TERRENO (C) EN FUNCIÓN DEL TIPO DE TERRENO.

Tipo de terreno Coeficiente C I II III IV

1,0 1,3 1,6 2,0

Para el caso que nos ocupa, ab = 0,04 g y ρ= 1,3:

ρ • ab = 1,3·0,04 g= 0,052 g

Esto es, ρ • ab ≤ 0,1g, con lo que el Coeficiente de amplificación del terreno, S, se

calcula a partir de la siguiente expresión:

Teniendo en cuenta un tipo de terreno III, el coeficiente de ampliación del terreno es

de 1.33, obteniéndose una aceleración sísmica de cálculo es igual a:

ac = S • ρ • ab = 1,33·1,3·0,04 g = 0,069 g



4.2.2.7 Conclusión. Aplicación de las acciones sísmicas

En base a los criterios de aplicación de la NCSE-02 y NCSE-07, dado que en la zona

de ubicación del presente Proyecto la aceleración sísmica básica es igual a 0,04·g y la

aceleración sísmica de cálculo es superior a 0,04·g; las estructuras proyectadas

han de ser diseñadas en base al “Espectro Elástico de Respuesta” al sismo.

5. GEOTECNIA

5.1. CONSIDERACIONES PRELIMINARES

Los vertederos modernos son construidos teniendo en cuenta que deben satisfacer

una serie de requisitos, entre los cuales, maximizar la cantidad de residuos

almacenados por unidad de área, aislar los residuos del medio ambiente circundante,

y crear condiciones para que al final del período de servicio el terreno ocupado por el

vertedero tenga alguna utilidad. Otra característica de estas obras es la particular

superposición entre las fases de construcción del conjunto de la estructura y la fase de

servicio. De hecho, desde el punto de vista geotécnico, la construcción del vertedero

no acaba con el final de la construcción de la infraestructura, sino al final del período

de la explotación, después del sellado final (clausura) de la instalación.

A pesar de la importancia dada de los aspectos ambientales de estas infraestructuras,

no son menos importantes los aspectos relacionados con su estabilidad. Los

vertederos de residuos deben ser proyectados de manera que se garantice la

estabilidad del conjunto obra y terreno en todas las fases de la vida de la obra.

En comparación con otros tipos de obras de tierra, los análisis de estabilidad de los

vertederos de residuos se enfrentan a una serie de complicaciones adicionales

derivadas, principalmente, de la complejidad y variedad de componentes de estas

estructuras y de las complicaciones de la determinación de las propiedades

geotécnicas de los componentes, particularmente, de los propios residuos, que en el

caso que se nos presenta, nos encontramos con los RSU de la futura ampliación

vertidos sobre los RSU existentes anteriormente, separados mediante material

impermeabilizante, principal problemática en el análisis de estabilidad objeto del

presente estudio.



5.2. DESCRIPCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE LAS UNIDADES

GEOTÉCNICAS DIFERENCIADAS

Dada la enorme importancia que tienen los parámetros geotécnicos de los materiales

en el análisis de estabilidad, para la caracterización geotécnica de cada una de las

unidades diferenciadas se ha analizado la información de los resultados obtenidos en

los trabajos de campo para cada uno de los materiales diferenciados, y al mismo

tiempo realizando el contraste de estos datos con los valores propuestos en

correlaciones propuestas en diversas normativas como el CTE-06, el manual NAVFAC o

la ROM 05-05, , con el fin de conseguir la mayor fiabilidad posible en los parámetros

geotécnicos propuestos.

Se han distinguido las unidades geotécnicas que se describen a continuación, en

función del análisis y caracterización geotécnica efectuada en el presente estudio,

estableciendo de esta manera una serie de unidades consideradas geotécnicas, por

agrupación de aquellas unidades geológicas similares en cuanto a su comportamiento

geomecánico, y en cuanto a su carácter cohesivo o granular.

5.2.1 Residuos sólidos urbanos

Los estudios sobre el comportamiento y propiedades de los residuos sólidos urbanos

presentan grandes dificultades debido a su origen y composición, ya que su principal

característica es ser materiales heterogéneos y formados por distintos constituyentes

en función del nivel de vida y costumbres de la sociedad que los origina.

Consecuentemente, los parámetros de estado, resistentes y deformacionales, así

como sus características evolutivas son difícilmente comparables en distintos

emplazamientos.

Como primera aproximación al problema, cabe decir, que los materiales que, en

distintas proporciones, más comúnmente forman parte de los RSU son los siguientes:

restos de comida, rastrojos, papel, madera, textiles, plásticos, metales, cristal,

cerámica, tierra, disolventes, pinturas, etc…

Por otro lado, se encuentra la dificultad de conseguir muestras representativas de

estos materiales para su estudio, así como la falta de métodos de muestreo y ensayos

generalmente aceptados y contrastados por la comunidad científica.

Finalmente, no hay que olvidar que las características de los residuos cambian con el

tiempo debido fundamentalmente a los procesos de degradación biológica de los

materiales que lo constituyen y que estos cambios serán distintos en función de su

composición, de la forma en que se hayan dispuesto en el vertedero, la climatología o

cambios de temperatura y disponibilidad de humedad, etc…



5.2.1.1 Densidad

A pesar de lo dicho en el apartado anterior acerca de la heterogeneidad de los

residuos, los datos encontrados en la literatura acerca de su densidad, una vez

situados en los vertederos, se encuentran del mismo rango de magnitud y su

variabilidad, normalmente se relaciona con el grado de compactación y/o la edad del

vertedero. Así se han recopilado los siguientes datos:

• Sowers (1971) propone los siguientes valores: Para RSU sin compactar 0,12-

0,3 t/m3 y RSU compactados 0,6 t/m3.

• Sagaseta (1993) cita los siguientes valores: Para RSU sin compactar 0,1-0,

t/m3 y RSU compactados 0,5-1,2 t/m3.

• Mitchell et al (1995) recogen los siguientes valores: Lanvda y Clark (1990) 0,7-

1,4 t/m3, Fasset et al (1993) para RSU mal compactado 0,3-0,9 t/m3, para RSU

medianamente compactado 0,5-0,8 t/m3 y para RSU compactados 0,9-1,5

t/m3.

• Kavazanjan et al (1995) proponen valores entre 0,86 y 1,02 t/m3, aunque

dicen que los más frecuentes utililzados en la práctica están entre 0,29 y 0,75

t/m3. Además citan a Fasset et al (1994): 0,29 -1,44 t/m3.

• Sánchez Alciturri (1993) publica los siguientes datos procedentes del vertedero

controlado de Meruelo (Cantabria): valor inicial 0,2 t/m3 y material compactado

0,8-1 t/m3.

• Manassero et al (1997) citan los siguientes valores: Watts y Charles (1990)

estimaron la densidad in situ de unos materiales compactados en capas de 2 m

de potencia obteniendo un valor de 0,59 t/m3 para los residuos y de 0,63 t/m3

incluyendo la cubierta diaria. Sin embargo, si la compactación se realizara en

capas de 0,6 m la densidad aumenta hasta 0,8 t/m3 incluyendo la cubierta. Van

Impe (1993,1994) recoge valores de densidad en distintos vertederos belgas

que están incluidos dentro d elos rangos 0,5-1 t/m3.

En conclusión, parece aceptable adoptar un valor de densidad de 0,7 t/m3 para los

residuos sólidos urbanos actuales y un valor de densidad de 1 t/m3 para los residuos

urbanos existentes anteriormente.

5.2.1.2 Parámetros resistentes

Según la denominación sugerida por Jessberger y Kockel (1993) el comportamiento

mecánico de los RSU puede ser de dos clases. En el primer caso se hablaría de RSU



con comportamiento asimilable al de los suelos y en segundo lugar los RSU con

comportamiento mecánico no asimilable al de los suelos. Consiguientemente es

necesario hacer un estudio detallado del comportamiento mecánico de los RSU antes

de poder aplicar con fiabilidad los modelos y teorías de mecánica de suelos.

Para poder determinar los parámetros resistentes hay que tener en cuenta los

siguientes condicionantes:

Los RSU son un material mucho más heterogéneo que los suelos por lo cual es

necesario ensayar en laboratorio muestras de grandes dimensiones que puedan

considerarse representativas.

En el caso de ensayos de campo, tampoco hay que olvidar que se obtienen datos

puntuales del terreno y que, en este caso, la variabilidad del mismo es muy grande.

Finalmente, hay que tener en cuenta que se trata de un material que no está

normalmente saturado, por lo que la interpretación de los resultados de los ensayos

en términos de cambio de volumen nulo y φ=0 no es real y se debe realizar una

interpretación de tensiones totales.

En general, todos los ensayos realizados indican que el comportamiento de los RSU

compactados es muy dúctil y no presentan una tensión de rotura determinada, si no

que en la mayor parte de los casos se agota la capacidad de deformación de los

sistemas de ensayo sin llegar a alcanzarse un valor de tensión constante.

Consiguientemente, no es posible definir un valor de sus parámetros resistentes en

rotura y hay que adoptar algún otro criterio como puede ser un límite en las

deformaciones.

El comportamiento de los RSU ha sido comparado con el de “tierra armada” debido al

efecto de los elementos fibrosos que se entrecruzan como un refuerzo del material. Es

por esta razón que únicamente se han descrito roturas con planos de cizalla a través

de este tipo de materiales en casos de zonas especialmente debilitadas o debido a

pérdidas de estabilidad por efecto del agua. En este sentido se puede considerar que

los residuos son un material compuesto consistente en una “matriz básica” que

comprende las partículas medias y finas, más semejantes a un suelo y cuyo

comportamiento es friccional y en una “matriz reforzada” (Manassero et al, 1997).

Con esta idea en mente, Kockel y Jessberger (1995) demostraron que la resistencia al

corte de la “matriz básica” es de tipo friccional con un valor máximo de 42º-45º que

sólo se moviliza a altas deformaciones y es muy dependiente del contenido en plástico

de este material. El valor de la cohesión está relacionado con la “matriz reforzada” y

se puede definir como una cohesión debida a la resistencia a tracción de los materiales

de refuerzo.



Teniendo en cuenta todas las restricciones anteriores, se recogen a continuación una

serie de datos publicados en la literatura que pueden ser indicativos de los rangos de

variabilidad de la cohesión y del ángulo de rozamiento de los RSU, considerando que

tienen el comportamiento similar al de los suelos.

• Jessberger (1990) toma como criterio de rotura un 25 % de deformación en

ensayos triaxiales y obtiene los parámetros siguientes:

- Muestras de 3 años de antigüedad: φ= 19º, c=15 kPa

- Muestras de 7,5 años de antigüedad: φ= 18º, c=10 kPa

• Kavazanjian et al (1995) han recopilado datos obtenidos por diversos

investigadores y medios. Los datos de partida, que según estos autores varían

entre 10º y 53º para el ángulo de rozamiento y entre 0 y 67 kPa para la

cohesión, son los siguientes:

- Pagotto y Rimoldi (1987) obtienen los siguientes valores en base a ensayos de

placa de carga: φ= 22º, c=29 kPa

- Lanvda y Clark (1990) realizaros en ensayos de corte en una caja de 434 mm

por 287 mm con tensiones normales de hasta 480 kPa obteniendo los

siguientes parámetros: φ= 24º-29º, c=19-22 kPa

- Richarson y Reynolds (1991) efectuaros ensayos de corte de 1,5 m por 1,5 m

in situ aplicando tensiones normales entre 14 y 38 kPa y hallaron los siguientes

valores: φ= 18º-43º, c=10 kPa

• Geosyntec Consultants (1993) obtuvieron a partir de estudios retrospectivos de

estabilidad realizados en cuatro vertederos los siguientes valores: φ= 29º-37º,

c=5 kPa

A partir de los datos anteriormente recogidos se han propuesto distintos criterios de

rotura para los RSU, algunos de los cuales se dan a continuación:

• Criterio da Kavazanjian et al (1995): el criterio de rotura propuesto se traduce

en los siguientes valores:

- σn<30 kPa, Φ=0º, c=24 kPa

- σn>30 kPa, Φ=33º, c=0 kPa

• Criterio de Sánchez Alciturri et al (1993): Presentan unos valores obtenidos por

ellos mismos en el vertedero de Meruelo correspondientes a un factor de

seguridad al deslizamientos entre 1,3 y 1,5. Aunque hay una gran dispersión

entre todos los valores recogidos, estos investigadores señalan unas ciertas

tendencias:



- Los resultados de laboratorio indican en general que se moviliza una resistencia

friccional importante estando la mayoría de los valores en el rango Φ=25º-35º.

Por su parte los valores de cohesión son muy variables, aunque usualmente

son menores de 30 kPa.

- Las líneas correspondientes a estudios de campo convergen para valores de Φ

mayores de 15º.

- Para Φ>15º las líneas correspondientes a los estudios de campo coinciden con

el límite inferior de los resultados de los ensayos de laboratorio.

• Criterio de Manassero et al (1997): a partir de los datos recopilados por estos

autores propone el siguiente criterio de rotura:

- Zona A: correspondiente a tensiones normales muy bajas, entre 0 y 20 kPa, a

las que el comportamiento de los RSU puede considerarse sólo cohesivo, con

un valor de la cohesión igual a 20 kPa.

- Zona B: corresponde a tensiones normales entre bajas y moderadas (20-60

kPa). En este caso se considera que la cohesión tiene valor nulo y el ángulo de

rozamiento es igual a 38º.

- Zona C: corresponde a tensiones normales elevadas, por encima de 60 kPa. El

valor de la cohesión propuesto en estas condiciones es de 20 kPa y el del

ángulo de rozamiento en torno a 30º

Teniendo en cuenta todos los valores de perámetros geotécnicos resistentes

propuestos por diferentes autores, se considera adecuado adoptar un valor de c=10

kPa y Φ=30º para los RSU existentes anteriormente y c= 10 kPa y Φ= 22º para los

RSU vertidos actualmente.

5.2.2 Piroclastos rojos de la secuencia inferior

Los parámetros geotécnicos adoptados para esta unidad geotécnica diferenciada, se

han recopilado del “Estudio geotécnico para Ampliación del Complejo Ambiental de

Zonzamas” realizado por Geocisa.

Se trata de piroclastos medianamente vesiculados, ligeramente alterados (grado de

meteorización II-III), y ligeramente compactados.

Los parámetros resistentes adoptados para este tipo de materiales son los siguientes:

- Densidad: 17 kN/m3

- C: 50 kPa

- Φ: 35º



5.2.3 Piroclastos negros, localmente rojizos, de la secuencia superior

Los parámetros geotécnicos adoptados para esta unidad geotécnica diferenciada, se

han recopilado del “Estudio geotécnico para Ampliación del Complejo Ambiental de

Zonzamas” realizado por Geocisa.

Se trata de piroclastos medianamente vesiculados, poco alterados (grado de

meteorización II), en general, sueltos a poco compactados.

Los parámetros resistentes adoptados para este tipo de materiales son los siguientes:


- C: 25 kPa

- Φ: 25º

5.2.4 Materiales de estabilización

Sobre los RSU existentes anteriormente en el vertedero de Zonzamas, se han vertido

materiales de naturaleza granular compactados al 95 % del ensayo Próctor en zonas

problemáticas para evitar deslizamientos, chineos de materiales, caídas de residuos,

etc… en zonas de ladera y al pie del vertedero.

Al ser materiales existentes en la zona, se trata de materiales mezcla de piroclastos

negros y rojizos mencionados anteriormente y coladas basálticas existentes en la zona

objeto de estudio.

Para ese tipo de materiales se han adoptado los parámetros geotécnicos de cálculo

siguientes:


- C: 10 kPa

- Φ: 28º

5.2.5 Impermeabilización

Para garantizar la estabilidad de los sistemas de revestimiento o impermeabilización,

bien con su compatibilidad mecánica con los otros constituyentes del vertedero de

residuos, es necesaria la existencia de una adecuada resistencia o fricción en las

interfaces entre elementos contiguos. Son especialmente críticas las interfaces entre

las geomembranas y otros elementos tales como suelos arcillosos compactados,

geotextiles o geomallas. Debe existir compatibilidad mecánica entre los ángulos de

inclinación de los taludes y el rozamiento exigido en las interface entre los elementos



de los sistemas de revestimiento. Esta compatibilidad puede afectar a la selección del

tipo de geomembranas (lisas o rugosas) y otros materiales, u obligar a la introducción

de elementos de refuerzo o a la modificación de la pendiente de los taludes.

La resistencia al corte en la interfaz depende del tipo de materiales, rigidez y textura

en ambos lados, de las condiciones de humedad, de la regularidad de la superficie, así

como de otros factores relacionados con la colocación en obra y su control.

Los parámetros de resistencia al corte interfacial se determinan en ensayos de

laboratorio (los ensayos en caja de corte directo son los más frecuentes). Con carácter

indicativo se presentan en las siguientes tablas, algunos valores típicos.

ÁNGULO DE ROZAMIENTO GEOSINTÉTICO

ARENA ARCILLA Geomembrana PVC 20º-30º 6º-15º

Geomembrana PEAD 17º-25º 5º-10º Geomembrana PEAD rugosa 30º-40º 9º-15º

Geotextil 22º-40º 15º-26º o parámetros resistentes del suelo

Tabla 5.1.- Ángulos de rozamiento entre geosintéticos y suelos

TABLA 5.2.- ÁNGULOS DE ROZAMIENTO ENTRE DIFERENTES TIPOS DE GEOSINTÉTICOS

Rozamiento entre geosintéticos

Geomembrana PVC

Geomembrana PEAD lisa

Geomembrana PEAD rugosa

Geomalla

Geotextil tejido 10º-28º 7º-11º 9º-17º 9º-18º Geotextil no tejido

agujeteado 16º-26º 8º-12º 15º-33º 10º-27º

Geotextil no tejido termoligado

18º-21º 9º-11º 15º-16º 17º-21º

Geomalla 11º-24º 5º-19º 7º-25º -

Teniendo en cuanta todas las consideraciones anteriores y analizando los valores

típicos, se recomienda adoptar para el material de impermeabilización los siguientes

parámetros geotécnicos:


- C: 0 kPa

- Φ: 20º

5.3. PARÁMETROS GEOTÉCNICOS RECOMENDADOS

Los parámetros geotécnicos asignados a cada una de las unidades geológico-

geotécnicas diferenciadas, son resultado del análisis de la información obtenida en los



trabajos de campo llevada a cabo en estudios anteriores, y de su comparación con los

obtenidos con publicaciones específicas de caracterización geotécnica.

De este modo, se recomienda adoptar los siguientes valores para los parámetros

geotécnicos de cálculo.

TABLA 5.3.- PARÁMETROS GEOTÉCNICOS DE CÁLCULO RECOMENDADOS Parámetros geotécnicos

Unidad geotécnica Densidad [kN/m3]

Cohesión c [kPa]

Ángulo de rozamiento Φ [º]

RSU actuales 7 10 22 RSU existentes anteriormente 10 10 30 Piroclastos negros secuencia superior

15 25 25

Piroclastos rojos secuencia inferior

18 50 35

Materiales estabilización 19 10 28 Material impermeabilización 15 0 20

5.4. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD

5.4.1 Consideraciones generales

Para analizar la estabilidad de los vertederos de residuos se utilizan los métodos de

cálculo geotécnicos corrientes utilizados para análisis de taludes en suelo.

En general, se utilizan, preferentemente, los métodos basados en los conceptos de

equilibrio límite, y normalmente siguiendo la metodología clásica, en la cual se

determina un coeficiente de seguridad global. Los análisis de estabilidad de taludes

consisten, básicamente, en la comparación de las fuerzas o momentos resistentes que

se oponen a la rotura, con las fuerzas o momentos desestabilizadores. En los métodos

clásicos se determina el coeficiente de seguridad como cociente entre la resistencia

disponible y la resistencia movilizada a lo largo de una superficie de rotura potencial, y

se considera verificada la estabilidad si el coeficiente de seguridad resulta superior a

un determinado valor predefinido. Las fuerzas resistentes son debidas, básicamente, a

la resistencia al corte de los materiales del conjunto obra/terreno y a la acción de

eventuales estructuras de refuerzo. Las fuerzas desestabilizadoras se deben,

fundamentalmente, al peso del terreno, de los residuos y de otros elementos del

vertedero, a las sobrecargas externas y, eventualmente, a las acciones sísmicas.

Como en cualquier análisis de estabilidad de taludes el procedimiento de análisis

comprende los siguientes pasos:

Determinación de las propiedades de los materiales.



Determinación del tipo de análisis requerido: a corto plazo, utilizando tensiones totales

y parámetros de resistencia de los materiales para tensiones totales; o a largo plazo,

utilizando tensiones efectivas y parámetros de resistencia en tensiones efectivas.

Selección de la geometría general de la superficie de deslizamiento, analizando los

diferentes tipos de rotura y teniendo presente que la mayoría de las inestabilidades

que se producen afectan a los planos de contacto con los materiales de

impermeabilización, a los sistemas de revestimiento. O se deben a problemas de

capacidad de soporte del terreno de cimentación.

Cálculo del coeficiente de seguridad para los casos más desfavorables.

Para calcular el coeficiente de seguridad pueden utilizarse diferentes métodos de

equilibrio límite, dependiendo de la geometría de la superficie de rotura y de la

complejidad en la composición del talud: los métodos del talud infinito, aplicables a

superficies de deslizamiento planas y paralelas al talud; los métodos de rebanadas

(bishop, Janbu, Morgenstein-Price), aplicables a rotura circulares o curvas; y los

métodos de cuñas, especialmente apropiados para los deslizamientos de traslación a

lo largo del sistema de revestimiento inferior.

Relativamente a los coeficientes de seguridad exigibles en los análisis de estabilidad

de taludes, los criterios, como en otro tipo de obras de ingeniería, dependen,

principalmente, del método de cálculo utilizado, fiabilidad en el conocimiento de la

geometría del problema y de los parámetros de los materiales; consecuencias de la

rotura; duración de las condiciones de cálculo y de las cargas actuantes.

En general, coeficientes de seguridad inferiores a 1,4-1,5 no son recomendables para

la estabilidad de taludes definitivos en condiciones normales estáticas. Par ataludes

provisionales durante las fases de construcción y explotación pueden ser admisibles,

en determinados casos, coeficientes inferiores, bien como en los análisis sísmicos. Si

los análisis de estabilidad de los taludes conducen a coeficientes de seguridad

insatisfactorios, puede actuarse bien reduciendo las fuerzas desestabilizadoras

(suavización de la inclinación del talud, eliminación de peso o de sobrecargas), o

aumentando las fuerzas resistentes (utilización de materiales más resistentes,

introducción de medidas de refuerzo), hasta obtener un coeficiente de seguridad

suficiente en la situación más crítica.

5.4.2 Cálculo de estabilidad

5.4.2.1 Consideraciones iniciales

Los materiales que constituyen la caldera de Zonzamas, pueden clasificarse como

suelos.



De acuerdo con estas condiciones, el análisis de estabilidad del vertedero de RSU

requiere comprobar la posibilidad de roturas a través del propio material, que

pudieran afectar a la estabilidad general del complejo ambiental de Zonzamas. Las

formas de rotura que afectan a un talud dependen del modelo geológico e

hidrogeológico.

El método de cálculo empleado ha sido:

- Criterio de Mohr-Coulomb para el análisis de deslizamientos en suelos

siguiendo una envolvente de rotura lineal, mediante el método de Morgenstern-

Price, utilizando la teoría de equilibrio límite.

5.4.2.2 Estabilidad frente a roturas a través del propio material

La metodología de cálculo empleada para los cálculos de estabilidad del vertedero, ha

consistido en analizar modelos de rotura aproximadamente circular. Para su estudio se

ha utilizado el programa de cálculo de Rocscience Inc, Slide v5.0

Dicho programa permite resolver problemas de estabilidad en dos dimensiones,

permite el cálculo mediante el método de equilibrio límite (considerando que el

equilibrio límite tiene un coeficiente de seguridad de F.S. = 1), utilizando el método

Morgentern-Price, y calculando el factor de seguridad por el método de las rebanadas.

Genera las superficies de deslizamiento más desfavorables que pueden ser circulares o

irregulares de contorno arbitrario con sus correspondientes factores de seguridad,

aplicable a los materiales encontrados. También genera las superficies de

deslizamiento más desfavorables con sus correspondientes factores de seguridad,

pudiendo analizar unos 5000 círculos de rotura por talud en unos segundos. Estas

superficies pueden ser circulares o configurarse irregulares de contorno arbitrario. El

programa tiene en cuenta la influencia del agua en el talud mediante la introducción el

nivel freático o el coeficiente de presión intersticial de uno o varios materiales.

En la evaluación de la estabilidad del vertedero de RSU, en función del tiempo que

vayan a estar abiertos los taludes se aceptan de manera razonable diferentes

coeficientes de seguridad frente al deslizamiento:

- F.S. > 1,3, para excavaciones temporales, a corto plazo. (Situaciones

transitorias de corto plazo).

- F.S. > 1,4 a 1,5, para excavaciones definitivas, a largo plazo. (Situaciones

persistentes y transitorias de largo plazo).

- F.S > 1,1, para excavaciones temporales y definitivas a corto plazo y a largo

plazo en situaciones accidentales.



Este criterio se basa en los valores frecuentes de los factores de seguridad parciales

mínimos dados por Brinch Hansen y Lundgren, 1.960. (Tabla siguiente), habiéndose

obtenido valores superiores a estos en los cálculos efectuados. Estos valores coinciden

con los recomendados por las diversas normativas, “Guía de Cimentaciones en Obras

de Carreteras”, del Ministerio de Fomento (2.002), o en la ROM 0.5-05.

TABLA 5.4.- VALORES DE LOS COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES MÍNIMOS

FRECUENTES, SEGÚN BRINCH HANSEN Y LUNDGREN, 1960; SOCIEDAD DE

INGENIEROS DE DINAMARCA, 1.967.

(Fuente: Geotecnia y Cimientos II).

Para el análisis de la posible rotura en la geometría final del vertedero proyectado, en

materiales tipo suelo se ha empleado el criterio de Mohr-Coulomb, los parámetros de

cálculo considerados se recogen dentro del Apartado 5.3.- Parámetros geotécnicos

recomendados. Este cálculo se realiza considerando los parámetros resistentes al corte

de los materiales existentes en la zona.

La obtención de estos parámetros se ha realizado por los análisis realizados en base a

las observaciones recogidas en los taludes ya ejecutados en el entorno al vertedero

existente anteriormente, así como con publicaciones y normativas e incluso en la

propia experiencia en estudios similares.

Los taludes se han diseñado de forma que tuvieran un factor de seguridad mínimo de

1,5, en condiciones normales y 1,1 en situaciones accidentales.



Se ha tenido en cuenta el efecto sismo en base a los resultados obtenidos en el

apartado de sismicidad.

5.4.3 Perfiles seleccionados para el cálculo de estabilidad

Para el análisis de estabilidad se han realizado una serie de perfiles transversales a lo

largo del vertedero de Zonzamas, en los cuales se reflejan las cotas máximas de la

ampliación del vertedero, las zonas donde se ha estabilizado el vertedero antiguo con

las tierras compactados al 95 % del en sayo Próctor, y la cota donde han comenzado

los nuevos vertidos.

De los perfiles mencionados se han seleccionado dos de ellos, que se consideran

representativos de los casos más desfavorables, uno corresponde al 0+420 y el otro

al 0+600.

El 0+420 ha sido seleccionado por ser una de las zonas de mayor vertido en extensión

transversal, mientras que el 0+600, además de mostrar zonas donde ya han

comenzado los vertidos (sombreados en verde), es el de mayor espesor de vertidos

actuales, a continuación se presenta, a modo de figura, los dos perfiles seleccionados.

Figura 5.1.-Perfil correspondiente al 0+420

Figura 5.2.-Perfil correspondiente al 0+420



5.4.4 Salidas Gráficas de los Análisis de estabilidad

Perfil 0+420

Figura 5.3.-.Factor de seguridad mínimo obtenido, mostrándose las 10 superficies

más desfavorables de rotura desarrolladas, situación casi-permanente.


más desfavorables de rotura desarrolladas, situación accidental.



Perfil 0+600


más desfavorables de rotura desarrolladas, situación casi-permanente.


más desfavorables de rotura desarrolladas, situación accidental.



En conclusión, en la siguiente tabla se presentan los factores de seguridad obtenidos

para cada uno de los perfiles seleccionados en situación casi-permanente y en

situación accidental, observándose que la ampliación del vertedero proyectado es

estable.

TABLA 5.5.- FACTORES DE SEGURIDAD OBTENIDOS EN EL CÁLCULO DE ESTABILIDAD FACTORES DE SEGURIDAD

OBTENIDOS FACTORES DE ESEGURIDAD

EXIGIDOS Perfil de cálculo Situación casi-

permanente Situación accidental

Situación casi-permanente

Situación accidental

0+420 1,926 1,559 0+600 1,559 1,275

1,5 1,1

5.5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• En la presente nota técnica se presenta por parte del Dpto. de Geología y

Geotecnia de Prointec, un análisis sobre los modos de fallo geotécnico, siendo

estos especialmente la estabilidad del vertido de residuos sólidos urbanos sobre

el vertedero insular existente en Lanzarote constituyendo la Ampliación del

Complejo Ambiental de Zonzamas, analizando las propuestas recogidas en la

información facilitada.

• Durante el estudio de la caldera se pudieron diferenciar, dentro de la serie

piroclástica del edificio, dos secuencias de materiales y que se detallan a

continuación.

Secuencia antigua

Está formada por piroclastos de coloraciones rojizas y un grado medio de

alteración, alternando los paquetes de granulometría lapilli con niveles de

granulometría mayor, con escorias y bombas en algún caso de gran tamaño

(>1m). Los piroclastos están algo compactados y las excavaciones presentan

taludes muy verticales (80º-90º), que se mantienen sin grandes problemas.

Muestran estratificaciones con gran variación tanto en dirección como en

buzamiento a lo largo de todo ele dificio.

Secuencia moderna

Se apoya sobre la anterior en las laderas del lados sur de la caldera, y está

formada por piroclastos en general muy vesiculados, de colores negros y grises

(localmente algo rojizos) y con menor grado de compactación, lo que provoca

que los corte de las excavaciones sean más tendidos e irregulares y generen un

importante chineo. La orientación de estos materiales se muestra con

direcciones y buzamientos hacia el norte, es decir hacia el interior de la

caldera. En la zona de contacto entre el borde sur de la caldera de Zonzamas y



los cráteres de montaña Zonzamas, se ha generado una zona endorréica, que

desarrolla un coluvión areno-arcilloso. El drenaje de esta zona endorreica se

realiza hacia el interior de la caldera, a través de una zona fracturada de

dirección noreste-suroeste.

• En base a los criterios de aplicación de la NCSE-02 y NCSE-07, dado que en la

zona de ubicación del presente Proyecto la aceleración sísmica básica es igual a

0,04·g y la aceleración sísmica de cálculo es superior a 0,04·g; las

estructuras proyectadas han de ser diseñadas en base al “Espectro

Elástico de Respuesta” al sismo.

• Se recomienda adoptar los siguientes valores para los parámetros geotécnicos

de cálculo.

Parámetros geotécnicos Unidad geotécnica Densidad

[kN/m3] Cohesión c

[kPa] Ángulo de rozamiento Φ

[º] RSU actuales 7 10 22 RSU existentes anteriormente 10 10 30 Piroclastos negros secuencia superior

15 25 25

Piroclastos rojos secuencia inferior

18 50 35

Materiales estabilización 19 10 28 Material impermeabilización 15 0 20

• En la siguiente tabla se presentan los factores de seguridad obtenidos para

cada uno de los perfiles seleccionados en situación casi-permanente y en

situación accidental, observándose que la ampliación del vertedero proyectado

es estable.

FACTORES DE SEGURIDAD OBTENIDOS

FACTORES DE ESEGURIDAD EXIGIDOS Perfil de

cálculo Situación casi-permanente


Situación casi-permanente


0+420 1,926 1,559 0+600 1,559 1,275

1,5 1,1

Madrid, lunes, 7 de febrero de 2011.

Julia Mancha Martín Roberto Rodríguez Escribano Ingeniera de Minas Máster en Mecánica del Suelo e Ingeniería de Cimentaciones

Geólogo. Máster en Ingeniería Geológica. Máster en Túneles y Obras Subterráneas.



Jefe de proyectos Director Dpto. de Geología y Geotecnia Dpto. de Geología y Geotecnia PROINTEC, S.A. PROINTEC, S.A.

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