sumario - cedex

S U M A R I O

LÍNEA FERROVIARIA ANDORA-SAN LORENZO (ITALIA). MÉTODO DEEJECUCIÓN DE TÚNELES ADECO VERSUS EXCAVACIÓN CON TUNELADORA.Félix Lorenzo Martín 3

CIMENTACIONES Y ANCLAJES PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL ARCO DELOS TILOS, DE 250 M. DE LUZ, EN LA ISLA DE LA PALMA (CANARIAS).Davor Simic Sureda 19

LOS PROGRAMAS DE VIGILANCIA AMBIENTAL DE LAS INSTALACIONESDESALINIZADORAS DE AGUA MARINA. DESARROLLO DE UN MÉTODODE VALORACIÓN DE SU APLICACIÓN.Sarah Ruiz Arriaga y Manuel García Sánchez-Colomer 29

SEIS AÑOS DE EXPERIENCIA EN EL EMPLEO DE GEOMEMBRANAS DEETILENO-PROPILENO-MONÓMERO DIÉNICO (EPDM) EN LAIMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS.Manuel Blanco, Escolástico Aguiar, Juan Carlos de Cea, Jesús Soriano,Francisca Castillo, Florencio García y Mª de los Ángeles Crespo 43

POSIBILIDADES DE EVALUACIÓN DEL RADIO DE COLUMNAS DEINYECCIÓN MEDIANTE LAS TÉCNICAS ELÉCTRICAS UTILIZANDOMODELIZACIÓN NÚMERICA.Rozycki, A., J. M. Ruiz Fonticiella, A. de la Cuadra, J. M. Martínez Santamaría 51

RED DE FAROS EN GALICIA DURANTE EL IMPERIO ROMANO.José Manuel de la Peña Olivas 59

COMPARACIÓN DEL DIMENSIONAMIENTO DE CIMENTACIONESSUPERFICIALES APLICANDO EL EUROCÓDIGO 7 Y LAS NORMATIVASESPAÑOLAS.José Estaire Gepp y Áurea Perucho Martínez 73

ESTRUCTURAS TENSEGRÍTICAS: INGENIERÍA Y ARQUITECTURA NOVEDOSAS.Valentín Gómez Jáuregui 87

VIGILANCIA RADIOLÓGICA DEL AGUA (II).Mª. Ángeles de Pablo Sanmartín 95

EL COEFICIENTE DE PANDEO DE DINTELES DE PÓRTICOSBIEMPOTRADOS METÁLICOS INTRASLACIONALES DE UNA ALTURA YCOMPARACIÓN CON EL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN.María Soledad Fernández García y Pablo Vidal López 105

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE UNA VIVIENDA CONDIAFRAGMAS DE HORMIGÓN ARMADO.Andrés Francisco Ugarte Caldera, Antonio Sarcos Portillo,Hildrun García Legl y Nelly A. Caldera de Ugarte 111

GENERACIÓN O EMPAQUETAMIENTO DE MEDIOS DISCRETOS PARAEL MÉTODO DE ELEMENTOS DISTINTOS.Irvin Pérez Morales, Roberto Roselló Valera y Yordanis Pérez Brito 119

VALORACION DE DAÑOS EN LA VEGETACIÓN DE RIBERA.Antonio Prieto Rodríguez, Juan Manuel Varela Nieto,Fernando Magdaleno Mas, Luis Díaz Balteiro,José Antonio Sáiz de Omeñaca González, Jesús Sáiz de Omeñaca González,Félix Lázaro Benito, Ana Macías Palomo 125

PAPEL ECOLÓGICO

NUM. 152 - OCT.NOV.DIC. - 2008

Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas

Publicación incluida en el programa Editorial para 2008

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El Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas(CEDEX) no se hace responsable de las opiniones, teorías o

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NUESTRA PORTADA: Línea ferroviaria Andora-San Lorenzo(Italia). Método de ejecución de túneles Adeco versus excava-ción con tuneladora.

CENTRO DEPUBLICACIONES

SECRETARÍAGENERALTÉCNICAMINISTERIO

DE FOMENTO

1. INTRODUCCIÓNEn Marzo de 2004, la RFI, Rete Ferroviaria Italiana, adjudicóa la UTE formada por Ferrovial-Agromán S.A. y Cossi Cos-truzioni S.p A. la ejecución de un tramo de nueva línea ferro-viaria, de 18.8. Km. de longitud, entre las localidades de An-dora y San Lorenzo, en la Costa Azul italiana. Figuras 1 y 2.

Dada la topografía de la zona, en las estribaciones de LosAlpes, y las exigencias del trazado ferroviario, el tramo sesalva con 9 túneles, de longitudes comprendidas entre 150 y3300 metros, con una longitud total de 16.2 Km de obra sub-terránea, y 6 viaductos.

El contrato incluye la redacción del Proyecto de Cons-trucción, a partir de un denominado “Progetto Definitivo”, yla ejecución de las obras, bajo la supervisión de Italferr.

El proyecto original prevé la ejecución de todos los túne-les por el método “ADECO–RS” (analisi delle deformazionicontrollate nelle rocce e nei suoli), método desarrollado enItalia a principios de los años 90, de reducida aplicaciónfuera de ésta y prácticamente desconocido por los construc-tores españoles, basado desde el punto de vista teórico en ladefinición del sostenimiento a partir del análisis del compor-tamiento del terreno por delante del frente de excavación ycaracterizado, en la práctica, por la excavación del túnel asección completa, incluso para secciones mayores de 110 a130 m2, como las previstas en Andora-San Lorenzo, en pases

de reducida longitud (0.80 a 1.50 m), la disposición de ele-mentos de refuerzo del frente de excavación cuando resultanecesario, la colocación inmediata de un sostenimiento pe-

Línea ferroviaria Andora-San Lorenzo(Italia). Método de ejecución de túneles

Adeco versus excavación con tuneladora

FÉLIX LORENZO MARTÍN (*)

RAILWAY LINE ANDORA-SAN LORENZO (ITALY). ADECO METHOD VS TBM DRIVEN TUNNELABSTRACT In a section of railway, 19 Km long, between Genova and the French border, with 86% of its length in 9 tunnels,there has been the chance to compare the traditional excavation method in Italy, named ADECO, foreseen by the client, withthe TBM driving of the tunnels, proposed by the contractor. The basis and execution characteristics of the ADECO methodare described as well as the solutions applied to the passing from tunnel to tunnel with the TBM.

(*) Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Jefe Dpto. Geotecnia I.D.T. de Ferrovial-Agromán, S.A.

RESUMEN En un tramo de línea ferroviaria, de 19 Km de longitud, entre Génova y la frontera con Francia, con 9 túnelesque suponen el 86% del trazado, se ha tenido la oportunidad de comparar la ejecución de túneles por el método ADECO,prevista por el cliente, y con tuneladora, propuesta por el contratista. Se describen someramente las bases teóricas y la prác-tica del método ADECO de ejecución de túneles y se presentan las soluciones dadas al paso entre túneles, en una utiliza-ción atípica de máquina tuneladora.

3Ingeniería Civil 152/2008

Palabras clave: Túnel, ADECO, Fibra de vidrio, TBM, Dovelas, Sostenimiento, Revestimiento.

FIGURA 1.

SITUACIÓNDE LA OBRA

sado, a base de gunita y cerchas metálicas, y el hormigonadoa cierta distancia del frente de un revestimiento definitivoen hormigón en masa (a veces armado), con espesores de0.50 a 1.00 metro y, frecuentemente, con contrabóveda.

Con el fin de garantizar el plazo de ejecución exigido en elcontrato, difícil de cumplir dado que las secciones resultantesson muy pesadas y que, frecuentemente, el proyecto prevé hor-migonar el arranque de los hastiales o, incluso, la contrabó-veda completa, a corta distancia del frente, con la consiguienterepercusión en el ciclo productivo, Ferrovial-Agromán propusola utilización de una tuneladora de roca para la ejecución deaquellos túneles en los que las condiciones del terreno así lopermitieran; propuesta que fue aceptada por el cliente.

La presentación se centra en describir el planteamientode un túnel ejecutado por el método ADECO y en resaltarlas singularidades de una utilización de tuneladora atípica,en el sentido de que no se trata de un túnel de gran longi-tud, como es habitual, sino de varios, de longitudes bajas amedias, circunstancia que ha obligado a diferentes actuacio-nes para resolver el paso de un túnel a otro.

2. DESCRIPCIÓN DE LA OBRAEl tramo afectado por las obras constituye una variante dela línea actual, de la que parte en las inmediaciones de laestación de Andora, discurriendo tierra adentro con respectoa ésta, hasta volver a conectar, en el interior de la galeríaTerrabianca, en las proximidades de la localidad de San Lo-renzo, tras un recorrido de 18.8 km.

Cuenta con características geométricas que permiten au-mentar la velocidad de los trenes de los 90 Km/h actuales a200 Km/h (radio mínimo de 2000 m y pendiente máxima de7 milésimas).

El proyecto incluye 9 túneles, de las longitudes indicadasen la tabla 1, 6 viaductos y 4 estaciones.

La sección tipo de los túneles cuenta con una plataformade 7.84 m de anchura, para doble vía, y andenes laterales de0.85 m, con espacio para canalizaciones.

A distancias regulares se disponen nichos de resguardo yotros, de mayor tamaño, para instalaciones.

Entre los viaductos destaca el denominado viaducto Impero,sobre el que se dispone la estación de Imperia, cuyo cuerpoprincipal salva el cauce del río homónimo, con un tablero dehormigón pretensado para el tráfico ferroviario y con un se-gundo tablero metálico, colgante, para el tráfico de vehículos.

Entre las estaciones destaca la de Imperia cuya plata-forma ferroviaria y andenes se encuentran en su integridad

LÍNEA FERROVIARIA ANDORA-SAN LORENZO (ITALIA). MÉTODO DE EJECUCIÓN DE TÚNELES ADECO VERSUS EXCAVACIÓN CON TUNELADORA

4 Ingeniería Civil 152/2008

FIGURA 2.

TÚNEL Longitudtotal (m)

Longitud enmina (m)

Coberturamáxima[m]

Collecervo (*) 3086m 3086 m 345

Río Chiappa (*) 147 m – –

San Simone (*) 183 m 133m 18

Caighei 2693 m 2618 m 149

Castello 700 m 485 m 60

Gorleri 3273.7 m 3075 m 178

Bardellini 3.058.66 m 2925 m 210

Caramagnetta 338 m 197m 30

Poggi 2129 m 2080 m 140

Rio Inferno (**) 140 m – –

Terrabianca – 470m 100

(*) En el P. de C. se resuelven con un solo túnel de 3.366 m(**) Falso túnel.

TABLA 1.

IMPERIA

ANDORA

sobre el viaducto antes citado, mientras que, a nivel de calle,se proyectan zonas de vestíbulo, aparcamiento y comercio,dando lugar, además, a una reorganización del tráfico ur-bano en la zona.

El trazado afecta en su mayor parte a formaciones tipoFlysch constituidas por una alternancia de calcarenitas yareniscas calcáreas, estratificadas en capas de espesor deci-métrico a métrico, con intercalaciones centimétricas de argi-litas y lutitas calcáreas que, progresivamente, hacia elOeste, van siendo más frecuentes, hasta convertirse en pre-dominantes en el último tercio del trazado.

Geológicamente, estos materiales corresponden a la for-mación del Flysch de San Remo, en la que, a efectos geotéc-nicos, se distinguen dos unidades, la más areniscosa, deno-minada H1, y la más pelítica, denominada H2.

Puntualmente, se cortan depósitos pliocénicos de origenmarino, depositados en cuencas formadas por el hundimientodel zócalo flyschoide, en los que se distinguen, de muro a te-cho, la formación detrítica basal (Pog), la formación arcilla deOrtovero (Po), y el conglomerado de Montevilla (Pmv).

Completan el cuadro geológico los depósitos cuaternarioscoluviales, de pequeño desarrollo en general, y aluviales, decomposición estos últimos predominantemente granular, co-rrespondiente a cursos de agua de carácter torrencial y conel área de aporte muy próxima.

En síntesis, las características geotécnicas de las forma-ciones que afectan a los túneles son las siguientes:

Flysch de San Remo (unidades H1 y H2)Se trata de una formación de naturaleza rocosa, constitui-das por una predominancia de calcarenitas, con intercalacio-nes de areniscas, en el caso de la H1, que pasan a argilitas ylutitas calcáreas, en la H2.

La resistencia a la compresión simple de estos materialesha oscilado entre 56 y 86 Mpa, para las areniscas y calcare-nitas, y entre 10 y 32 Mpa, para las margas y argilitas.

Se ha hecho una caracterización geomecánica del macizorocoso, a partir del GSI determinado de acuerdo con la meto-dología propuesta por Hoek en 2002, como adaptación de sucriterio de rotura a las formaciones tipo flysch. El resultadose resume en las tabla 2.



FIGURA 3.

TABLA 2.

FIGURA 4.

UNIDAD mi GSI

H1 1935 a 55

25 en zonas plegadas15 en zonas de falla

H2 1320 a 35

20 en zonas plegadas10 en zonas de falla

0.78 0.78

0.60 0.605.25 5.25

5.85

0.70

0.60

5.25

4.03

10.5

8

5.85

0.70

0.780.85 0.851.14 2.00 3.92

GALLERIACOLLECERVO

GALLERIASIMONE

GALLERIACAIGHEI

GALLERIACASTELLO GALLERIA

GORLERIGALLERIA

BARDELLINIGALLERIA

CARAMAGNETTAGALLERIAPOGGI

GALLERIATERRABIANCA

PMV-CONCLOMERADO MONTEVILLA

Po-Pog- FORMACIÓN ORTOVERO

H1-FLYSCH SAN REMOUNIDAD H1. CALCAREO-ARENISCOSA

H2-FLYSCH SAN REMOUNIDAD H2. CALCAREO-PELÍTICA

0+000 1+000 2+000 3+000 4+000 5+000 6+000 7+000 8+000 9+000 10+000 11+000 12+000 13+000 14+000 15+000 16+000 17+000 18+000 18+800

Genova Ventimiglia

Rio

Chi

apa

Formación detrítica basal (Pog)Se trata de depósitos de borde de cuenca, cuya área deaporte se encuentra en los escarpes del macizo rocoso flys-choide, de composición granular. con tamaños de medios amuy gruesos, con gravas, cantos y, en ocasiones, bloques degrandes dimensiones de areniscas y calizas en matriz arci-llosa, depositados sobre el mismo Flysch del que proceden,por lo que, frecuentemente, son difíciles de distinguir en lossondeos, dado que su composición es muy parecida a la deun milonito de falla del propio Flysch.

Sus parámetros geotécnicos medios se incluyen en la ta-bla 3.

Afecta a algunas galerías de forma intermitente, en con-creto, a la galería Caighei, a lo largo de unos 200 m, a untramo de 500 m cerca de la boca Oeste de la galería Barde-llini y a la galería Terrabianca.

Arcillas de Ortovero (Po)Se trata de un depósito constituido por arcillas de color grisy marrón oscuro, de alta plasticidad (límite líquido de 31 a55 e índice de plasticidad de 9 a 30), muy duras (resistenciaa la compresión simple de 0.46 a 0.63 MPa), con intercala-ciones granulares en forma de lentejones, normalmente car-gados de agua, cuyos parámetros medios se pueden resumiren la tabla 4.

Se encuentra esta formación en la galería Castello, quese excava en ella en su práctica totalidad.

Conglomerado de Montevilla (Pmv)Está constituido por unas areniscas de color marrónclaro, con grado de cementación muy variable, que afectaal trazado, puntualmente, en unos 100 m de la galeríaCaighei.

Sus características son muy variables, en función delgrado de cementación, como revela en la tabla 5.

3. MÉTODO ADECO

3.1. PROYECTO. SECCIONES TIPOEl método ADECO.RS, acrónimo del nombre en italiano“Analisi delle Deformazioni Controllate nelle Rocce e neiSuoli”, fue desarrollado por el profesor Lunardi en la pri-mera mitad de los años 90, tratando de industrializar el pro-ceso de excavación de un túnel.

El método propuesto comprende tres fases:• Fase cognoscitiva.• Fase de diagnosis.• Fase de terapia.

Fase cognoscitivaEs la fase de investigación geotécnica, mediante ensayos decampo y de laboratorio, y de análisis geológico y geotécnico,que tiene como fin establecer un perfil geotécnico a lo largodel túnel en el que se identifiquen los materiales afectadospor la excavación y se caractericen los parámetros que go-biernan su resistencia y su deformabilidad.

El método propone una guía en la que se establecen lasfases de proyecto y los medios disponibles para determinar:• Las características geomorfológicas e hidrogeológicas de

la zona.• Los niveles atravesados.• La tectónica, estado tensional y estructura del macizo.• El régimen hidrológico del macizo.• Las características geomecánicas de los materiales.

Fase de diagnosisUna vez caracterizado el medio afectado por el túnel, setrata de determinar su comportamiento al ser excavado, ba-sado, fundamentalmente, en el comportamiento del frentede excavación, más concretamente, del núcleo de avance, en-tendido como el prisma de terreno por delante del frente, enuna profundidad del orden de un diámetro.

Si el núcleo está constituido por material suficientementerígido y resistente para mantenerse en campo elástico, dalugar a una acción de precontención de la cavidad, que semantiene, a su vez, en condiciones elásticas en las cercaníasdel frente, conservando sus características de máxima resis-tencia. En caso contrario, se producen deformaciones plásti-cas y decompresiones en el terreno por delante del frente,con el consiguiente empeoramiento de sus característicasmecánicas en torno a la excavación.

El comportamiento del frente se incluye en las siguientestres categorías:• Categoría A. Frente estable

Si el frente se mantiene estable, el estado tensional entorno a la cavidad en las proximidades del frente se man-



Formación .y [kN/m3] Cu (kPa) C’ [kPa] φ,´ [°] E’ [MPa]

Nivel basal (Pog) 19 – 20 100 – 200 20 – 40 28° – 30° 20 + 2*Z

Formación .y [kN/m3] Cu (kPa) C’ [kPa] φ,´ [°] E’ [MPa]

Arcilla de Ortovero (Po) 19.5 – 20.5 200 – 600 40 – 70 28 – 30 20 + 2*Z

Formación .y [kN/m3] σc (MPa) mi GSI

Conglomerado de MonteVilla (Pmv) 22 – 24 1.9 a 15.3 17 15 – 35

TABLA 3.

TABLA 5.

TABLA 4.

tiene en campo elástico, las deformaciones son pequeñasy tienden al equilibrio rápidamente, la cavidad es, asímismo, estable y no se requieren tratamientos de consoli-dación más que puntuales. El revestimiento definitivoproporcionará el margen de seguridad necesario a largoplazo.

• Categoría B. Frente estable a corto plazoEl estado tensional producido por la excavación supera laresistencia geomecánica del material en el frente, quepasa progresivamente a un comportamiento elasto-plás-tico. Las deformaciones producidas por la redistribuciónde tensiones son mayores que en el caso anterior y danlugar a una reducción de los parámetros resistentes delmacizo hacia sus valores residuales.Para evitarlo, se reduce la decompresión mediante trata-mientos de refuerzo del frente y del contorno de la exca-vación.El revestimiento definitivo sirve para garantizar la esta-bilidad a largo plazo.

• Categoría C. Frente inestableSe producen deformaciones de gran magnitud, en campoplástico, por delante del frente de excavación, que dan lu-gar a un aumento de la zona del macizo decomprimida entorno al frente, donde se produce un rápido empeora-miento de las características resistentes del material.En este caso, es necesario contener la expansión de lazona decomprimida aún antes de la llegada del frente deexcavación, mediante tratamientos de refuerzo sistemáti-cos, en avance, que creen el efecto arco necesario paravolver a una situación de equilibrio.Para determinar el tipo de comportamiento, se suele utilizarel método de las líneas características en la hipótesis simpli-ficada de simetría axial (túnel circular y estado inicial isó-tropo), siempre que la cobertura sea superior a 3 diámetros.En concreto, se procede a la construcción de:

• La línea característica de la cavidad, lejos del frente (es-tado plano).

• La línea característica del frente, que tiene en cuenta elefecto tridimensional de las tensiones en las proximida-des de éste: en síntesis, se resta a la tensión geoestáticainicial una fuerza másica deducida a partir de un cálculopseudotridimensional (Lombardi-Amberg, 1974).

• La línea de resistencia característica del núcleo de te-rreno situado por delante del frente (frecuentemente sus-tituida por la denominada resistencia del medio núcleo). Esta resistencia del medio núcleo se asimila a una pre-

sión radial p, dada por la siguiente expresión:

Donde:p= resistencia del medio núcleo.Cpl= cohesión en la zona plástica.ϕpl= ángulo de rozamiento en la zona plástica.

El punto de intersección entre la curva de medio núcleo yla del frente es el punto de equilibrio del frente, si existe.

El método prevé sucesivos pasos para llegar a la determi-nación del comportamiento del túnel:1. Se determina el radio de plastificación del túnel:

Donde:Rp= radio de plastificación.R= radio del túnel.σc= resistencia a compresión simple del medio.Kp= coeficiente de empuje pasivo.P0= presión ejercitada alrededor del túnel.Pi= eventual presión interna del túnel.2. Una vez determinado el radio plástico, se determina el

punto de equilibrio entre la zona plastificada y la que semantiene en estado elástico alrededor de la excavación,donde coinciden las ecuaciones elásticas y plásticas,donde se obtiene la presión crítica:

Donde:pcr= presión critica.σc= resistencia a compresión simple del medio.Kp= coeficiente de empuje pasivo.

Suponiendo que la dilatación sea igual a cero se obtienela línea característica en la zona plástica (que es una curva):

Donde:E= modulo de elasticidad de Young.

Mientras en la zona elástica (que es una recta) es:

3. Se calcula la relación de plasticidad, RP / R, para evaluarla extensión de la zona plástica, tanto en el frente comolejos de éste.

δ

υ=

+10E

Rp

δ

υυ υ=

+− − − − −

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

1 2 1 1 202

0ER p p

RR

p pcrp

i( )( )( ) ( )( )

p p

Kcrc

p=

−+

21

0 σ

R R

KK pK pp

p

c p

c p i

Kp

=+

+ −

+ −

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

−21

11

0

11σ

σ

( )( )

p Cplpl

pl=

+

−

11

sinsin

ϕ

ϕ



FIGURA 5.

Caso 1EG

EF

p

pressione distabilizzazione

defo

rmaz

ione

1

2

3

Caso 2EG

EF

p

12

3

4

4

Caso 4

p

1234EF = equilibrio al fronteEG = “ della galleria

= línea caractteristica della galleria= línea caractteristica della galleria al fronte= “ “ del noccicio= reitura del noccicio

2

3

Caso 3

EF

p

1

2

3

En función de la convergencia de la cavidad (uf), la rela-ción de plasticidad (Rp/R) y la extensión de la zona plástica(Rp-R), se incluye el frente en una de las tres categorías an-tes descritas y se establece la necesidad de intervenir parareforzar este frente.

En la tabla 6 se recogen algunos valores indicativos paralos varios tipos de comportamiento.

Alternativamente, cuando la cobertura del túnel es infe-rior a 3 diámetros, se analiza la estabilidad del frente me-diante un método de equilibrio límite, como el propuesto porTamez y Cornejo.

Fase de terapia:Una vez ejecutada la fase de diagnosis y determinada laclase de comportamiento se procede a diseñar el sosteni-miento provisional de la cavidad, la consolidación del frentey el revestimiento definitivo de hormigón:

Continuando con el método de las características, se com-prueban los sostenimientos utilizando una serie de ecuacio-nes que definen las líneas características de los distintos ti-pos de sostenimiento:

La línea característica del sostenimiento es una recta deecuación:

Donde:ura= convergencia inicial, antes de la puesta en obra del

sostenimiento.r= radio del extradós del túnel.σs= presión de confinamiento.K= rigidez del sostenimiento.

Es habitual, también, hacer una comprobación de los sos-tenimientos y revestimientos mediante cálculos por elemen-tos o diferencias finitas. En el caso de la obra de Andora-SanLorenzo se ha adoptado este último, utilizando el programaFLAC.

El resultado del análisis se plasma en las secciones tipo quese describen en la tabla 7 y en las figuras 6, 7, 8, 9, 10 y 11.

El revestimiento es en todo los casos, de hormigón enmasa, localmente armado, con contrabóveda, de espesoresque oscilan entre 0.60 y 1.35 m, en bóveda, y de 0.70 a 1.00m, en contrabóveda.

3.2. EJECUCIÓN

3.2.1. Excavación, sostenimiento y revestimiento El ciclo de producción comienza con la aplicación de los tra-tamientos de refuerzo del frente por campos de aproximada-mente un diámetro de longitud, disponiendo los bulones defibra, drenes, columnas de jet y cualquier otro elemento derefuerzo con la longitud igual a la del campo más el solapeproyectado.

A continuación, se procede a la excavación a sección com-pleta, en avances de 3.0 ó 4 m de longitud, en el caso de losterrenos de mejor calidad, en los que se utilizan explosivos,o de la longitud necesaria para colocar la siguiente cercha,en el caso de excavar con medios mecánicos.

Se suele utilizar martillo rompedor o, en terrenos blan-dos, un útil parecido a un tenedor de dos puntas.

Concluido el avance, se procede a la colocación de la cer-cha y al gunitado de la longitud de avance y, si es necesario,del frente.

u u rKr ra r= + σ



Sección tipo Uf (cm) Rp/R Rp-R

A < 2 ~1 0 – 1

B 2 – 10 1 – 2 1 – 5

C > 10 > 2 > 5

TABLA 6.

SECCIÓNTIPO

SOSTENIMIENTO

GUNITA(esp. en cm) CERCHAS BULONES REFUERZO DEL FRENTE PARAGUAS

A0 25 cm 2 IPN 180 a 1.40 m No Eventualmente, 4 drenes No

A1 25 cm 2 IPN 180 a 1.20 mφ24, long 6 m,

sep 1.2 m,en bóveda

Eventualmente, 4 drenes No

B1 30 cm 2 IPN 180 a 1.00 m No 15 cm de gunita.

30 bulones de fibra de vidrioEventualmente, 4 drenes

Micropilotes armadoscon tubo de acero

B2 30 cm 2 IPN 180 a 1.00 m No15 cm de gunita.

50 bulones de fibra de vidrioEventualmente, 4 drenes

No

C1 30 cm 2 IPN 180 a 1.00 m No

15 cm de gunita.30 columnas jet grouting φ300,

armadas conbulones de fibra de vidrioRefuerzo del pie de las cerchas

con jet grouting

Corona de jet grouting,φ600 mm

C2 30 cm 2 IPN 180 a 1.00 m No

15 cm de gunita.30 bulones de fibra de vidrio

Refuerzo del pie de las cerchascon bulones de fibra de vidrio

Corona de tubos de fibra devidrio cementados con mezcla

expansiva

TABLA 7.



FIGURA 6. Sección tipo A0.

FIGURA 8. Sección tipo B1.

FIGURA 7. Sección tipo A1.

SEZIONE LONGITUDINALE SEZIONE A-A

A

A

CALOTTA

MURETTE

E ARCO ROVESCIO

EVENTUALI 2+2 DRENIRIVESTTI CON CALZA IN TNT

L=30m

EVENTUALI 2+2 DRENI

L=30m

SCAVO IN AVANZAMENTO

CLS PROIETTATOFIBRORINFORZATOO ARMATO CON RETEELETROSALDATA5P 25cm

CENTINE METALUCHE2NP 180 Z=1.40M

5.48 5.48

0.70

0.60

9.81

DISTANZA MASSIMA ARCO ROVESCIO-MORETTA DAL FRONTE = 3A

DISTANZA CALOTTA-FRONTE SVINCOLATA

1.04

1.36

2.35

6.10


A

A

CALOTTA

MURETTE

E ARCO ROVESCIO

EVENTUALI 2+2 DRENIRIVESTTI CON CALZA IN TNT

L=30m

CENTENI METALUCHE2NP 180 L=1.20m

CHICOATURA RADIALE MEDIANTE

14/15 CHICCI Ø24L=6 M i=1.2M

CHICOATURA RADIALE MEDIANTE

14/15 CHICCI Ø24L=6 M i=1.2M

CALCESTRUZZO PROETTATO FIBRORINFORZATOO ARMATO CON RETE ELETTROSALDATA

Sp 25CmCALCESTRUZZO PROETTATO FIBRORINFORZATOO ARMATO CON RETE ELETTROSALDATA

Sp 25Cm

EVENTUALI 2+2 DRENI

L=30m


CENTINE METALUCHE2NP 180 L=1.20M

5.56 5.56

0.80

0.70

10.0

0

DISTANZA MASSIMA ARCO ROVESCIO-MURETTA DAL FRONTE = 3ADISTANZA CALOTTA-FRONTE SVINCOLATA

1.05

1.45

2.35

6.20

SEZIONE LONGITUDINALE SEZIONE TRANVERSALE

A

A B

B

CALOTTA

ARCO ROVESCIO

E MURETTE

EVENTUALI 2+2 DRENIL=30m

EVENTUALI 2+2 DRENIRIVESTTI CON CALZA INL=30m

CENTINE METALUCHE2NP 180 L=1.00m

CONSOLIDAMENTO DEL FRONTE MEDIANTE N°30 ELEMENTISTRUCTURARU IN VIR A 3 PIATTIL=14.5M SOVRAPPOSIZIONE MINIMA 6M.

1/2 SEZIONE A-A(SEZIONE MASSIMA)

1/2 SEZIONE B-B(SEZIONE MINIMA)

CALCESTRUZZO PROETTATO FIBRORINFORZATOO ARMATO CON RETE ELETTROSALDATASp 30Cm CALCESTRUZZO PROETTATO FIBRORINFORZATO

O ARMATO CON RETE ELETTROSALDATASp 30Cm

INTERVENTI DI PRESOTEGNO REALIZZATI CON N 33 TUBI INACCAIO Ø127MM SP.10MM L=12.00M VALVOLATTI (N/M)


CLS PROVETTAO AL

FRONTEFIBROINFORZATOSp=15cm

CLS PROVETTAO AL

FRONTEFIBROINFORZATOSp=15cm

6.02 5.32

0.80

0.50

1.15

10.5

8

10.0

3

DISTANZA MAX CETTO CALCITA DAL FRONTE DA DETERMINEIN BASE ALL ESITO DO MONTONACCI

DISTANZA MASSIMA ARCO ROVESCIO-MURETTA DAL FRONTE = 3A

1.05

1.63

2.35

5.25

8.53.5

CAMPO DI SCAVO L=8.5m



FIGURA 9. Sección tipo B2.

FIGURA 11. Sección tipo C2.

FIGURA 10. Sección tipo C1.


A

A

CALOTTA

ARCO ROVESCIO

E MURETTE

EVENTUALI 2+2 DRENIL=24m/12m

EVENTUALI 2+2 DRENI

L=30m

CENTINE METALUCHE2NP 180 L=1.00mCALCESTRUZZO PROETTATO FIBRORINFORZATOO ARMATO CON RETE ELETTROSALDATASp 25cm

CONSOLIDAMENTO DEL FRONTE MEDIANTE N°50 ELEMENTISTRUCTURARU IN VIR A 3 PIATTIL=20m SOVRAPPOSIZIONE MINIMA 8m.

CALCESTRUZZO PROETTATO FIBRORINFORZATO

O ARMATO CON RETE ELETTROSALDATA DIA 6mmMAGLIA 15X15 Sp 25Cm CENTINE METALUCHE

2NP 180 L=1.00m ±20%N26 CATENE ≠24 L=74.3 cm


CLS PROVETTAO FIBROINFORZATOAL FRONTE DI SCAVO Sp=15cm

5.595.59

0.90

0.30

10.2

8

DISTANZA MAX CETTO CALCITA DAL FRONTE = 2.5 m

DISTANZA MASSIMA ARCO ROVESCIO-MURETTA DAL FRONTE = 1,5AO IN FRAZIONE DELL EFFETIVO COMPORTAMENTO MONTORATO

CAMPO DI SCAVO L=12m

1.05

1.63

2.35

6.30

SEZIONE LONGITUDINALE SEZIONE TRANSVERSALE

A B

BA

CALOTTA

ARCO ROVESCIO

E MURETTE


CONSOLIDAMENTO AL PIEDECENTINA MEDIANTE TRATAMENTIIN JET-GROUTINGN8+8/12 LMEDIA=15.5M

CONSOLIDAMENTO AL PIEDE CENTINA MEDIANTE TRATAMENTI IN JET-GROUTINGTRATAMENTI N8+8/12 LMEDIA=15.5M

12.004.50


CENTINE METALUCHE 2NP 180 L=1.00m aSPRIZ-BETUN FIBRORINFORZATO

O ARMATO CON RETE ELETTROSALDATASp 30cm

CLS PROETATO FIBRORINFORZATO

O ARMATO CON RETE ELETTROSALDATASp 30cm

N30 CONSOLIDAMENTO AL FRONTE MEDIANTE JET-GROUTING Ø300ARMATI MEDIANTE ELEMENTI STRUCTURARUIN VIR L=20m SOVRAPPOSIZIONE MINIMA 8m.

CLS PROETTATO AL FRONTE FIBRORINFORZATOO ARMATO CON RETE ELETROSALDATA

N63 COLONNE IN JET-GROUTING Ø500L=16.5m SOVRAPPOSIZIONE MINIMA 4.5m

10.3

7

6.20 5.37

1.00

0.60

1.35

DISTANZA MASSIMA GALOTTA-FRONTE = 2.5 m

DISTANZA MASSIMA ARCO ROVESCIO-MURETTA DAL FRONTE = 1,0A

CAMPO DI SCAVO L=12m


PARTENZATRATAMENTI INJET-GROUTING

AL CONTORNO

N°30 CONSOLIDAMENTO DEL FRONTE MEDIANTEJET GROUTING Ø300ARMATI MEDIENTA ELEMENTI STRUTTURALIIN VTR L=20m SOVRAPOSIZZIONE MINIMA 6m

N°63 COLONNE IN JET GROUTING Ø600L=15.5m SOVRAPOSIZZIONE MINIMA 4.5m

CLSPROETTATO ALFRONTESp=15cm

1/2 SEZIONE A-A(SEZIONE MASSIMA)

1/2 SEZIONE B-B(SEZIONE MINIMA)


A

A

CALOTTA

MURETTE EARCO ROVESCIO


CONSOLIDAMENTO AL PIEDE CENTINAMEDIANTE ELEMENTI STRUCTURALI IN VIRCEMENTANI CON MISCELE CEMENTIZE

EVENTUALI 2+2 DRENI L=22mSOVRAPOSIZZIONE = 11 M

CALCESTRUZZO PROETTATO FIBRORINFORZATOO ARMATO CON RETE ELETTROSALDATASp 30cm

CALCESTRUZZO PROETTATO FIBRORINFORZATOO ARMATO CON RETE ELETTROSALDATASp 30cm


CONSOLIDAMENTO DEL FRONTE MEDIANTE N°30 ELEMENTISTRUCTURARU IN VIR A 3 PIATTTIL=20m SOVRAPPOSIZIONE MINIMA 9m.

CLS PROETTATO FIBRORINFORZATO AL FRONTE DI SCAVO SP. 15CM

SCAVO DI AVANZAMENTO

N°50 ELEMENTE STRUTTURALI IN VENTRORESINAL=16 SOVRAPPOSIZIONE MINIMA 5MCEMENTATI CON MISCELE ESPANSIVE

N°50 ELEMENTE STRUTTURALI IN VENTRORESINA L=16mSOVRAPPOSIZIONE MINIMA 5m CEMENTATICON MISCELE ESPANSIVE

10.5

1

5.71 5.71

1.00

0.90

DISTANZAGALOTTA-FRONTE = 2.5 m

CAMPO DI SCAVO L=12mDISTANZA MASSIMA ARCO ROVESCIO-MURETTA DAL FRONTE = 1AO IN FRAZIONE DELL EFFETIVO COMPORTAMENTO MONTORATO


CONSOLIDAMENTO DEL FRONTE MEDIANTE N°30 ELEMENTISTRUTTURALI IN VTR A 3 PIATTIL=20m SOVRAPOSIZZIONE MINIMA 9m

Por detrás, a distancias establecidas en función del tipode sección, se procede al hormigonado del arranque de has-tiales, de la contrabóveda y de la bóveda.

Se indican en la tabla 8 los valores de referencia de estasdistancias.

La práctica habitual, dada la repercusión del hormigo-nado de la contrabóveda en el ciclo de producción, es que, sila evolución del terreno indicada por la instrumentación lopermite, se trate de, en primer lugar, alejarla lo más posibledel frente y, en segundo lugar, dividir esta operación en dos

fases, hormigonando los arranques de los hastiales (mu-rette) y, más atrás, la contrabóveda propiamente dicha.

La instrumentación comprende las habituales seccionesde convergencia, más el denominado extrusómetro, instru-mento que se instala en una perforación en el frente, aproxi-madamente a un tercio de su altura, con longitudes del or-den de 20 a 30 m, y que proporciona la deformaciónhorizontal que sufre el terreno por delante del frente de ex-cavación, magnitud que se podría relacionar con la fracciónde la convergencia que se produce, también, por delante deéste.

Desde la fotografía 12 hasta la 19 se reflejan las distintasfases de ejecución.

3.2.2. RendimientosLos rendimientos previstos oscilan entre menos de 1.0 m pordía de trabajo, en las secciones tipo C, y 2.0 a 3.0 m , en lassecciones más ligeras.

En los túneles ejecutados con este método en Andora, yaterminados o en fase de ejecución, los rendimientos medioshan sido los siguientes:

Castello: Túnel excavado en su práctica totalidad en arci-llas de Ortovero, con secciones predominantes tipo C.



SECCIÓN TIPO A B C

Distancia frente-contrabóveda(diámetros)

3.0 1.5 a 3.0 1.0 a 1.5

Distanciafrente-bóveda(diámetros)

desvinculadaFunción de la

evolución de lainstrumentación

2.0 a 3.0

TABLA 8.

FIGURA 12. Sección C2. Tratamiento del frente. FIGURA 14. Frente excavado.

FIGURA 13. Excavación. FIGURA 15. Colocación de la cercha 1.

Con una longitud total en mina de 485 m, y atacado pordos frentes, completada la excavación, el sostenimiento y elhormigonado de contrabóveda y arranque de hastiales, elrendimiento medio ha sido de 1.5 m/día de trabajo.

Caramagnetta: Excavado en argilitas y lutitas calcáreasde la unidad H2 del flysch de San Remo, con predominio desecciones tipo A0 y A1 y, eventualmente, B2.

Sus 197 m de longitud se han ejecutado desde un solofrente, con un rendimiento medio de 1.8 m/día de trabajo, afalta de hormigonar la bóveda.

Poggi, frente de excavación lado Ventimiglia: En elmismo tipo de material, con secciones predominantes A yeventuales B.

Se encuentran ejecutados actualmente unos 1000 m, conun rendimiento medio de 2.6 m/día trabajado, incluyendo elhormigonado de los arranques de los hastiales en toda lalongitud excavada y de unos 200 m de contrabóveda.

4. ALTERNATIVA CON TUNELADORA

4.1. SECCIÓN TIPOLa propuesta aceptada por RFI ha consistido en la ejecucióncon tuneladora de los túneles comprendidos entre el inicio

del tramo y el Bardellini, con excepción del Castello, por en-contrarse éste en una formación arcillosa no apta para eltipo de máquina elegido, condicionado, obviamente por lanaturaleza rocosa del resto de los túneles del tramo. En defi-nitiva, 5 túneles, que se convertirán finalmente en 4, conuna longitud total de 11.700 m.

La sección circular tiene 10.74 m de diámetro interno yrespeta, o supera en alguna magnitud, los gálibos de la sec-ción de los túneles excavados manualmente.

El revestimiento está constituido por anillos de 1.70 m delongitud, de 6 más 1 dovelas de 40 cm de espesor, de hormi-gón de resistencia característica 45 MPa.

Por limitaciones de la máquina, para seguir el trazadoprevisto, ha sido necesario recurrir a anillos cónicos dere-chos e izquierdos, y prever tres posiciones posibles para elanillo, colocadas con una cadencia que evita la producción dejuntas en cruz.

Se han proyectado 4 tipos de dovelas diferenciados por lacuantía de armadura, de manera que el tipo I, cuya cuantíaes, prácticamente, la mínima geométrica, cubre más del 80%del trazado, en materiales del flysch hasta una cierta cober-tura, a partir de la cual es sustituida por la tipo II, mientrasque la tipo III se coloca en zonas de falla y en los tramos



FIGURA 16. Colocación de la cercha 2. FIGURA 18. Hormigonado de la contrabóveda.

FIGURA 17. Colocación de la cercha 3. FIGURA 19. Hormigonado de la bóveda.

afectados por la formación detrítica basal y la IV, con aplica-ción en apenas un 1% de la longitud, se reserva para las zo-nas de falla en tramos de alta cobertura.

Se ha utilizado una tuneladora de roca, de 11.82 m dediámetro de excavación, con 64 discos simples y 4 dobles ensu cabeza de corte y una fuerza de empuje total de 7.000 to-neladas, proporcionada por 20 pares de gatos hidráulicos.

Las dovelas son transportadas con camión hasta la coladel back up, trasladadas sobre plataformas a la cola del es-cudo y montadas con la ayuda del erector.

A la salida del escudo, el anillo se soporta en su sector debase en un mortero inyectado a través de los conductos pre-vistos en las dovelas y, a 3 anillos de la cola del escudo, seprocede a rellenar el resto con pea gravel.

A cierta distancia, el relleno del trasdós se completa in-yectando la grava con lechada de cemento.

La retirada del material excavado se realiza mediantecinta, hasta un acopio provisional situado junto a la estaciónde Andora (portal lado Génova del túnel Collecervo).

En esta misma zona se ha situado la instalación de fabri-cación de las dovelas.

4.2. SINGULARIDADESLa utilización de una TBM en esta obra no ha sido una elec-ción obvia, dado que la excavación mecanizada se asocia ge-neralmente a la realización de galerías de longitud no infe-rior a 4 ó 5 km, con el fin de reducir la incidencia económicapor metro de galería del coste de amortización, transporte y



FIGURA 20. Sección TBM.

FIGURA 21.

0.85 0.80 0.802.40 2.00

1.72

2.11 0.41

2.28

5.37

7.87

10.7

4

11.5

4

2.50

2.87

4.00

0°=360°

KS1

S2

S3

R = 5.77 mR = 5.37 m

S4

S5

S6

90°

180°

270°

Posizione anello 1

0°=360° K

S1

S2

R = 5.77 mR = 5.37 m

S3

S4

S6

S5

90°

180°

270°

Posizione anello 2

0°=360°

K

S1

S2

S3

R = 5.77 mR = 5.37 m

S4

S5 S6

90°

180°

270°

Posizione anello 3

montaje de la máquina y de sus instalaciones, además de lafábrica de dovelas.

En este caso, ha sido necesario aguzar el ingenio para re-solver los 4 pasos entre túneles, reduciendo al mínimo lasoperaciones de desmontaje y montaje de la tuneladora,adoptando una solución distinta para cada uno de ellos, enfunción de las características del trazado y del entorno en lazona de paso.

4.2.1. Paso del ChiappaEntre los túneles Collecervo y San Simone, se encuentra unestrecho valle, prácticamente deshabitado, por el que discu-rre el río Chiappa.

El “progetto definitivo” preveía el cruce del valle conuna rasante semienterrada, que obligaba a hacer entrepantallas de micropilotes la práctica totalidad del tramo,la ejecución de un falso túnel en el interior de la trincheraasí creada, el relleno de ésta y el encauzamiento del río porencima de la sección.

El emboquille de entrada a San Simone quedaba muy obli-cuo con respecto al trazado y se complicaba por la necesidad deno afectar a una carretera de montaña, sin alternativa, bajo laque se emboquillaba con una cobertura muy reducida.

Teniendo en cuenta estas circunstancias, la soluciónadoptada consistió en la ejecución de un macizo artificial, abase de hormigón de baja resistencia (se trataba de quefuera similar a la de la roca), puesto en obra sobre el sus-trato rocoso, previa remoción del recubrimiento cuaternarioy la parte más alterada del sustrato.

El macizo, de sección de trapecial, con una anchura en ca-beza de 2 diámetros y recubrimiento sobre la sección del túnelde 3.0 m, se cosió a la roca con una malla de bulones de fibrade vidrio, en la sombra de la sección, y de acero, en el exterior.

El macizo de hormigón sigue en planta el eje del trazado,de manera que se da continuidad a los dos túneles y la tune-ladora pasa sin solución de continuidad de una sección enterreno natural a otra, mixta roca-hormigón y viceversa,quedando los dos túneles y el tramo intermedio convertidosen un solo túnel de 3336 m de longitud.

Por encima del macizo de hormigón se rellena y se en-cauza el río de forma similar a como estaba previsto en elproyecto original.

Se ahorra de esta manera la ejecución de los dos embo-quilles, las pantallas laterales a través del valle y la ejecu-ción de una sección de falso túnel sensiblemente más pesadaque la de dovelas prefabricadas.

El paso se realizó con una única incidencia al encontrarla máquina una falla de pequeña anchura pero con la rocamuy meteorizada a una arcilla firme, de manera que la acu-sada diferencia de resistencia entre la parte superior de lasección, en hormigón, y la inferior, en arcilla, provocó el des-censo de la cabeza y la pérdida de la rasante.

Se solucionó demoliendo el hormigón por delante y porencima de la cabeza de la máquina, de manera que, al no en-contrar ésta resistencia en la parte superior, se invirtió latendencia y se recuperó la rasante.

4.2.2. Paso del CervoA la salida del túnel Collecervo-San Simone, el trazadoatraviesa el valle del río Cervo, que se encuentra flanque-ado por sendas carreteras que el proyecto prevé reponerpor debajo del trazado, en el caso de la situada en la mar-gen más próxima a San Simone, y por encima del tramo entúnel artificial del emboquille del túnel Caighei, la de laotra margen.

Para evitar el desmontaje de la máquina, se ejecutaronen primer lugar las obras de reposición de la carreteradel lado San Simone y, en concreto, el paso inferior con elque ésta salvará la línea ferroviario en situación defini-tiva.

Se realizaron, además, las obras necesarias para utilizaresta vía como alternativa a la carretera de la otra margen,de manera que esta última pudiera ser cortada a partir delinicio de la excavación del túnel Caighei.

Finalmente, se dispuso sobre el río un terraplén provisio-nal, con los correspondientes tubos en su base, preparadopara el paso de la tuneladora sobre una cuna de hormigónarmado apoyada en un cierto espesor de suelo- cemento.



FIGURA 22. Paso delChiappa. Sección tipo.

12.00

Acciaio AcciaioVTR

P.C.=38.91

P.C.=36.41

47.91

2.00

LETTO ROCCIA E PROFILOMEDIO DI SCAVO

LETTO DI ROCCIA

Barre VTR ø32 o chiodiin acciaio ø 25 su maglia1,5m x 1,5m cementati inforo immorsati nel substratorocioso per 6m

ritombamentodi seconda fase

295 mc

6.00

ASS

E TR

AC

CIA

MEN

TO

ASS

E G

ALL

ERIA

12.00

Además, se reforzó provisionalmente el paso inferior. Toda la operación, desde la salida de la máquina de San Si-

mone y el inicio de la excavación en Caighei, se llevó a cabo en23 días naturales, incluyendo la revisión de la tuneladora.

4.2.3. Paso de la Caighei a la GorleriEntre ambas galerías, se encuentra la Castello, ya excavadapor el método tradicional.

En principio, las piezas resultantes del desmontaje de latuneladora deberían ser transportadas a través de una redde carreteras que, en todos los casos, tocan las zonas habita-das próximas a la costa.

Se evaluó inicialmente la posibilidad de modificar la sec-ción de la Castello para que permitiese el tránsito de la tune-ladora por su interior, pero la sección resultante era sensible-mente superior a la normal y de ejecución cara y arriesgada,dado que se excavaría en arcillas.

Finalmente se llegó a la solución de hacer un desmontajeparcial de la máquina de manera que sus piezas pudieranpasar a través de la galería Castello.

A estos efectos, aprovechando que la instrumentación in-dicaba que la excavación se encontraba estable, con el soste-nimiento y la contrabóveda hormigonados, se ha pospuestoel hormigonado de la bóveda, de manera que la pieza de ma-yor dimensión, la cabeza, transportada sobre una plata-forma con ruedas pasa, eso sí, con estrechísimo margen, através de este túnel.

El back up atraviesa el valle sobre raíles dispuestos sobre elterreno natural y el correspondiente viaducto, y la galería Cas-tello, sobre soportes fijados a los arranques de los hastiales, deforma similar a como se fijan dentro de los túneles de dovelas.

Entre la salida de Caighei y el inicio de la excavación deGorleri, han transcurrido 63 días, con las Navidades por medio.



FIGURA 23. Paso de la TBMsobre terraplén.

FIGURA 24. Paso del Cervo. FIGURA 25. Paso de la TBM sobre paso inferior.

FIGURA 26. Salida de Caighei. Desmontaje de la TBM.

37.34

Scogliera of protezione

SEZIONE 11 PROGR.PARZ.

155.0115.00

Macchinario escavatore

Conci

Rilevato

Misto cementato Scogliera di protezione

4.2.4. Paso a través de la Estación de Imperia y primer tramode Bardellini

En la actualidad, la tuneladora ha ejecutado, ya, 1700 de los3075 metros de la galería Gorleri.

A su salida, se encontrará la ciudad de Imperia, atrave-sada por el trazado en su totalidad con un viaducto, sobre elque se sitúa la estación del mismo nombre.

El viaducto salva el río Impero y, a continuación encuen-tra el emboquille de la galería Bardellini.



FIGURA 28. Castello.Transporte de la cabeza.

FIGURA 29. Castello. Transporte piezas de la TBM.

FIGURA 30. Back up en el exterior.

FIGURA 31. Castello. Carriles para el paso del back up.

FIGURA 32. Gorleri. Boca lado Ventimiglia.

FIGURA 27. Transporte de la cabeza.

La estación se desarrolla sobre el tablero ensanchado yparte de sus instalaciones se introducen en el túnel, de ma-nera que el tramo inicial de éste cuenta, además del túnelde línea, con un tubo a cada lado con una sola vía y secciónvariable.

En el interior del túnel, los tres tubos desembocan enuna caverna, denominada “camerone”, de 270 m de largo, 22de luz (26 de excavación) y 12 de altura (17 de excavación).

A la salida de ésta, el túnel de línea comienza con unasección ensanchada en unos 30 m de longitud, antes de vol-ver a su sección normal.

Para la ejecución de este túnel se ha adoptado una solu-ción mixta, de manera que la tuneladora se encontrará yaejecutados por el método tradicional, y revestidos, los dos tu-bos laterales, el “camerone” y el tramo inicial ensanchado ala salida de éste.

El plan es que la máquina sea transportada sobre unaplataforma de ruedas que reparta su carga sobre el viaductode manera que éste no precise ser reforzado y que el back uppase sobre carriles.

Una vez alcanzado el emboquille, la TBM excavará eltubo central hasta el “camerone”, será arrastrada a lo largode éste y del tramo posterior ensanchado, a partir del cualcomenzará a excavar los aproximadamente 2500 m que lerestarán para acabar su misión.

4.2.5. RendimientosEn el figura 37 se reproduce la evolución en el tiempo de laejecución de túnel con tuneladora y de la fabricación de do-velas.

Si se descuentan los períodos de vacaciones y las paradaspor razones distintas a las técnicas, el rendimiento medio hasido de 10.2 m/día trabajado, en Collecervo-San Simone,11.8 m/día trabajado, en Caighei, y 14.8 m/día trabajado, enel tramo ejecutado a la fecha de Gorleri.



FIGURA 35. Estación de Imperia.

FIGURA 36. Bardellini. Camerone.

FIGURA 33. Viaducto Impero. Estación de Imperia.

FIGURA 34. Bardellini, Boca lado Génova.

REFERENCIAS

Lunardi, Pietro. Progetto e costruzione di gallerie. Analisi de-lle deformazioni controllate nelle rocce e nei suoli (ed. Hoepli).

Amberg- lombardi “An elastoplastic analysis of the stressstrain state around an underground opening” Part 2, Proc.3rd Congr. Int. Soc. Rock Mech.Denver 1974.

Lombardi “dimensioning of tunnel linings with regard to

constructuctional procedure” 1973 Tunnel and Tunnelling.Lembo Fazio Ribacchi “stato di sforzo e deformazione in-torno a una galleria sotto falda”, Quaderno instituo di artemineraria 1981 Roma.Lombardi “some comments on the covergence confinementmethod” Undergrond space 4, 1980.Panet Guenot “annalysis of a convergence behind the face ofa tunnel”, Proc. Int. Symp. Tunneling 82, Brighton 1982.



FIGURA 37.

9.0008.5008.0007.5007.0006.5006.0005.5005.0004.5004.0003.5003.0002.5002.0001.5001.000

5000

Data

Metros TBM origen Metros CONCI origen

Met

ri

27–1

1–05

7–3–

06

15–6

–06

23–9

–06

1–1–

07

11–4

–07

20–7

–07

28–1

0–07

5–2–

08

15–5

–08

Avanzamenti a origine

1. DESCRIPCIÓN DE LA OBRALa carretera comarcal C-830 de la isla de la Palma en Cana-rias bordea la isla por el Este. La carretera ha sido objeto deobras de acondicionamiento a las exigencias del tráfico ac-tual, estas obras incluyen un gran viaducto en el tramo Te-nagua-Los Sauces. Este viaducto es un arco que salva el ba-rranco de Los Tilos que se sitúa al final de un gran parquenatural. En lo que sigue, al viaducto le denominaremos arco

de “Los Tilos”, tomando para él el mismo nombre del ba-rranco que atraviesa (Figura 1).

El barranco de los Tilos es muy profundo y sus laderasmuy escarpadas. En particular la ladera Sur es un acanti-lado casi vertical de unos 150 m de profundidad. La laderaNorte no es tan vertical, pero su pendiente es también muygrande. El barranco, como toda la isla, es de origen volcá-nico; pero los basaltos no son de muy buena calidad y alter-nan desordenadamente con zonas de escorias. La distanciaentre las dos laderas es de unos 105 m en el fondo y, al ir su-biendo, aumenta hasta unos 290 m en coronación. En el ni-vel donde sitúan las zapatas del arco es de unos 250 m. Asíla luz del arco resulta de 255 m., con lo que estamos ha-

Cimentaciones y anclajes para laconstrucción del Arco de los Tilos,

de 250 m. de luz, en la isla dela Palma (Canarias)

DAVOR SIMIC SUREDA (*)

FOUNDATIONS AND ANCHORS FOR A 250 M SPAN ARCH BRIDGE IN LA PALMA ISLAND(CANARIES)ABSTRACT There are no simple procedures to estimate the bearing capacity of direct foundations on rock due to itsanisotropy, as the criteria have to take into account different features concerning the rock discontinuities (spacing,orientation, opening, persistence…) as well as other aspects concerning the rock matrix, particularly its strength when it islow. In this sense, the volcanic formations of the Canary Islands pose important difficulties to the designer of foundationsgiven their highly anisotropic fabric, which is the result of a complex origin where the basalt sheets alternate withfragmentary material of pyroclastic nature. This volcanic building is frequently intersected by old vents, in the guise ofpipes plugged with broken fragments of low compacity. In a valley of highly dissected steep slopes of such geology an archbridge has been designed and built with a span between supports of 250 m. This paper describes the analysis that wascarried out to take into account the particularities of rock anisotropy and the foundation geometry in very steep slopes. Theconstruction problems are also addressed in the paper, describing the grouting treatment that was needed in one of thesupports due to the presence of an old vent.

(*) Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Jefe de Área de Geotec-nia. Ferrovial-Agromán, S.A.

RESUMEN No hay procedimientos sencillos para determinar la capacidad portante de cimentaciones superficiales apoyadasen roca debido a su anisotropía, dado que el criterio tiene que tener en cuenta las discontinuidades existentes en la roca(espaciado, orientación, abertura, persistencia…) así como otro aspectos concernientes a la roca matriz, especialmente suresistencia cuando esta es baja. En este sentido, las formaciones volcánicas de las islas canarias plantean importantes difi-cultades a la hora de diseñar las cimentaciones dado que tienen una estructura muy anisótropa, como consecuencia de suorigen complejo, con coladas de basalto intercaladas con capas de material piroclástico fragmentado. Esta estructura vol-cánica presenta chimeneas o tubos volcánicos rellenos con materiales muy fragmentados y de baja compacidad. El barran-co de los Tilos es muy profundo y sus laderas son muy escarpadas y se salva con la construcción de un arco cuyas zapatasdistan 250 m. Este artículo describe el análisis que se llevó a cabo para incluir las características anisótropas de la roca yla geométrica de la cimentación en laderas con una gran pendiente. También se han incluido los problemas acaecidos duran-te la construcción de la estructura, describiendo los tratamientos de inyección realizadas en uno de los apoyos debido a lapresencia de un tubo volcánico antiguo.


Palabras clave: Puente arco, Inyecciones.

blando de uno de los arcos más grandes del mundo y el másgrande de España.

La estructura completa consta del arco propiamente di-cho y sendos viaductos de acceso en cada ladera. La longitudtotal resulta de 319 m. Los viaductos de acceso tienen 32 mde longitud con dos vanos cada uno de 15 y 17 m respectiva-mente. Sobre el arco hay otros 15 vanos de 17 m de luz. Elarco tiene una luz de 255 m y su flecha es de 46.20 m, así larelación luz flecha es de 5.52. Es decir el arco tiene unaforma clásica, bastante peraltado, lo cual, desde el punto de

vista estético, es menos comprometido y, desde el punto devista estático, determina que los esfuerzos axiles sean meno-res que con un arco más rebajado. El puente es casi simé-trico, tiene igual número de vanos de igual luz a derecha eizquierda, pero la rampa longitudinal en el sentido del kilo-metraje junto con la diferencia de cota del terreno en ambasladeras, hace que las pilas y el estribo Norte sean inevitable-mente más altas que las del Sur. Esto, aparte de su repercu-sión en el efecto estético, produce durante la construcciónuna estructura más flexible en el semi-arco Norte que en elSur, lo cual tiene algunas consecuencias en el comporta-miento estructural. En cualquier caso se ha realizado un di-seño tan simétrico como ha sido posible y para ello ha sidonecesario hacer un estribo muy alto para el viaducto de ac-ceso en el lado Norte (véase figura 2).

2. PROCESO CONSTRUCTIVO DEL ARCOLa sección transversal y disposición de materiales de la es-tructura responde al proceso de construcción. Este procedi-miento (Figura 3) consiste, en grandes rasgos, en ir avan-zando en voladizo desde ambas laderas. Para ello se realizansucesivamente los recuadros del arco desde los estribos delmismo con la siguiente secuencia para cada recuadro: a) Re-alización del tramo de arco correspondiente formado porcuatro dovelas de diferentes longitudes menores de 6 m. b)Colocación de una diagonal temporal constituida por cablesde acero. c) Ejecución de la pila del final del recuadro me-diante encofrados trepantes. d) Colocación del tramo de ta-blero metálico correspondiente.

CIMENTACIONES Y ANCLAJES PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL ARCO DE LOS TILOS, DE 250 M. DE LUZ, EN LA ISLA DE LA PALMA (CANARIAS)


FIGURA 1. Vista general del arco de Los Tilos.

FIGURA 2. Alzado General del Arco de Los Tilos.

FIGURA 3. Proceso de Construcción de Avance por Voladizos con Diagonales Temporales.

255

46.2

32 255 32

15 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 15

Cuando los dos voladizos alcanzan el centro de la luz seprocede a cerrar el arco con la dovela de clave que se ejecuta“in situ” y previa “apertura” de los dos semiarcos mediantegatos de suficiente fuerza.

Durante el voladizo, las pilas y el arco trabajan principal-mente a compresión por lo que se han diseñado de hormigón,las diagonales y el tablero trabajan principalmente a tracciónpor lo que se han diseñado de acero. Así los materiales Hor-migón y Acero trabajan cada uno al modo para el que estánmejor dotados. Si se entra un poco más a fondo en el trabajoestructural durante la construcción, se puede ver que la cargavertical predominante que actúa es la de peso propio, por lotanto reducir esa carga tiene doble importancia económica.Hay dos vías para reducir el peso del hormigón:

a) Utilizar hormigones ligeros.

b) Utilizar hormigones de alta resistencia y disminuir losespesores más de lo que aumente la densidad.

En el caso del arco de Los Tilos se ha elegido la segunda ,que es la preferible para grandes estructuras como esta. En eltablero, una vez elegido el acero como material, también sepuede economizar peso durante la construcción. Como el ta-blero se compone de sendas vigas metálicas y un forjado de hor-migón encima de ellas, durante la construcción se utiliza sola-mente la parte metálica, es decir las dos vigas longitudinales.

3. MARCO GEOLÓGICOLos materiales que afloran en las laderas del barranco delos Tilos pertenecen al edificio volcánico constituido por unaalternancia de compactos basálticos (basalto) y niveles esco-riáceos (escorias piroclásticas) de espesores decimétricos amétricos, con predominio de los primeros. La serie es subho-rizontal o con ligeros buzamientos hacia el E, es decir, haciael mar. Los contactos entre ambos materiales son muy si-nuosos e irregulares, dando rara vez un límite neto.



FIGURA 4. Perfil geológico dela ladera y apoyo Sur.

SENTIDO AVANCE P.K.

ESCORIAS O PIROCLASTOS

BASALTO VACUOLAR

SONDEOS EJECUTADOS

CONTACTO SUPUESTO

INYECCIÓN DE CONSOLIDACIÓNø = 60 - 75 mmLong. máx, = 9 mα= 15°Distancia entre ejes de taladros = 1.50 mP. máx = 5 kg/cm

FRACTURAS O CHIMENEAS VOLCÁNICASCON RELLENO PIROCLÁSTICO

LEYENDA

TABLERO

S–1

S–8

250.414

247.00

225.70

EXCAVACIÓN LADO IZQDO.ESTADO ACTUAL

EXCAVACIÓN LADO DCHO.ESTADO ACTUAL

EXCAVACIÓN POR EJEESTADO ACTUAL

LÍNEA DE EXCAVACIÓNESTADO ACTUAL

INYECCIONES DECONSOLIDACIÓN

TERRENO LADO IZQUIERDO (–6.25)

199.439

9.00

TERRENO EN EL EJE

ZONA A EXCAVARPARA MONTAJE CARRO

TERRENO LADO DERECHO (+6.25)

0 2 4 6 8 m.

ALZADO EXCAVACIÓN LADO SUR

1

4

PILA

–OS

PK 5

+647

.127

PILA

–OS

PK 5

+630

.127

Los basaltos o compactos basálticos son el resultado de lasolidificación de las coladas de lava y pueden ser de dos ti-pos; basaltos vacuolares, como su nombre indica contienenvacuolas o pequeñas burbujas de aire en su interior y basal-tos afaníticos, densos y compactos.

En ambos tipos las discontinuidades son del tipo “disyun-ción columnar” o “bolos”, estructuras típicas en rocas volcá-nicas originadas por los bruscos descensos térmicos o enfria-mientos que se producen en su génesis, son cerradas y debaja continuidad.

Las escorias piroclásticas son depósitos cuyo origen es laacumulación de volátiles procedentes de las emisiones volcá-nicas, pueden asimilarse a un suelo granular con claro pre-dominio de la fracción gruesa (más de un 90% de los elemen-tos son mayores de 10 mm), cohesivos, muy angulosos y deporosidad media. Su elevado contenido en óxidos férricos y



FIGURA 5. Aspecto del macizo de apoyo de la zapata lado sur. El planodorsal está formado principalmente por material piroclástico mientras elapoyo inferior es en basaltos.

FIGURA 6. Perfil geológico dela ladera y apoyo Norte.

SENTIDO AVANCE P.K.

ESCORIAS O PIROCLASTOS

BASALTO VACUOLAR

SONDEOS EJECUTADOS

INYECCIÓN DE CONSOLIDACIÓNP. máx = 5 kg/cm

FRACTURAS O CHIMENEAS VOLCÁNICASCON RELLENO PIROCLÁSTICO

LEYENDA

S–8

(–6.25) TERRENOLADO IZQUIERDO

(+6.25) TERRENOLADO DERECHO

TERRENOEN EL EJE

LÍNEA DE EXCAVACIÓN

9.00

INYECCIONES DECONSOLIDACIÓNVER PLANO N° 0.2.02bis

0 2 4 6 8 m.

ALZADO EXCAVACIÓN LADO NORTE

1

1

227.500

236.687 237.054

S–2´ S P00N

10

10

P–O

NPK

5+9

02.1

27

P–O

ON

PK 5

+919

.127

la fusión parcial a la que han estado sometidos durante sugénesis les confiere una notable cementación.

Se han detectado, en numerosas ocasiones, tanto en laperforación de algunos de los sondeos como en los levanta-mientos geomecánicos de las laderas y desmontes, la exis-tencia de chimeneas volcánicas, que responden a fracturas ogrietas originadas por violentas explosiones producidas en elinterior de las cámaras magmáticas que cortan la sucesiónde capas de basalto y escorias.

Estas chimeneas se encuentran rellenas por depósitos deorigen volátil, similares a las escorias o piroclastos, aunquea veces este relleno desaparece al ser arrastrado por flujosde agua subterránea, pues al cortar la sucesión de capas debasalto (capas impermeables) y escorias piroclásticas (capaspermeables) actúan como colectores de los numerosos acuífe-ros colgados que se alojan en las segundas, originando sur-gencias o fuentes cuando afloran en la superficie o relieve.Suelen ser de morfología cónica o tabular y las dimensionesvan desde menos de 0.50 m hasta más de 5.00 m.

La figura 4 adjunta muestra el perfil geotécnico delapoyo sur del arco, donde puede verse como la mayor partedel plano dorsal de apoyo se realiza en piroclastos mientrasque el apoyo inferior es en basaltos. La figura 5 muestra unaspecto de las excavaciones de esta zapata.

La figura 6 muestra un perfil geotécnico por el eje de lazapata lado norte. Lo más reseñable en esta ladera ha sidola presencia de una chimenea rellena de material no consoli-dado que requirió una substitución parcial en el plano infe-rior de apoyo. La figura 7 muestra la ejecución de las exca-vaciones en este apoyo.

4. CARACTERÍSTICAS GEOMECÁNICAS

4.1. BASALTOS O COLADAS BASÁLTICASLos basaltos son rocas muy compactas, duras y muy pocodiaclasadas, pudiendo distinguir:

• Basaltos vacuolares, como su nombre indica contienenvacuolas o pequeñas burbujas de aire en su interior.

• Basaltos afaníticos, densos y compactos.Las juntas de diaclasado obedecen a fenómenos de retrac-

ción por enfriamiento, tal como son la “disyunción columnar”y la “disyunción en bolos”, son discontinuidades de baja con-tinuidad, cerradas, onduladas y sanas o poco meteorizadas.Se aprecian humedades elevadas y goteos en los contactosentre los basaltos y los niveles de escorias piroclásticas.

Según los valores asignados en la tabla anterior los ba-saltos o coladas basálticas se clasifican, según Bieniawski,como roca de calidad Media - Buena de Clase III.

En uno de los sondeos practicados para investigar la ci-mentación de las pilas de acompañamiento del arco se reali-zaron 5 ensayos presiométricos. Los resultados obtenidos semuestran en la tabla 1.

Se ha realizado una primera estimación de la carga de hun-dimiento de una cimentación superficial sobre una capa homo-génea e indefinida de basalto utilizando un criterio de roturano lineal (Hoek y Brown, 2002). Los parámetros tenidos encuenta a la hora de realizar los cálculos son los siguientes:m0 = 17 (valor para la roca intacta).RMR = 50.Resistencia a compresión simple (σc) = 6.000 Tn/m2.Parámetros de Hoek y Brown (1988): K1 = 28, K1 = 9, K2 = 25.2.

Al tratarse de una roca con pocas discontinuidades, se haaplicado el criterio de roca isótropa (Serrano y Olalla, 1994).El resultado obtenido, siendo el ángulo de incidencia de lacarga sobre el plano de cimentación de 90° es de:

qh = 549 Tn/m2

4.2. ESCORIAS PIROCLÁSTICASLas escorias piroclásticas se pueden asimilar, desde un puntode vista geotécnico, a un material granular grueso (el cernidopor el tamiz 10 mm UNE es inferior al 10%) de formas muyangulosas, encontrándose cementadas por cemento férrico(colores rojizos) y por la fusión parcial sufrida debida a las al-tas temperaturas alcanzadas durante su génesis.

La estabilidad que muestran los taludes (de pendientespróximas a la vertical), los túneles sin revestir y las peque-ñas pero numerosas galerías excavadas en este tipo de ma-teriales constituyen un claro indicio de la elevada cohesiónde este tipo de materiales.



TABLA 1.

FIGURA 7. Excavación de la zapata del apoyo norte.

PROF.(m) LITOLOGÍA MÓDULO PRESIOMÉTRICO

MPa

6,85 Basaltos con abundantes intercalaciones de escorias 132,3

9,30 Basaltos con abundantes intercalaciones de escorias 151,5

9,45 Basaltos 303,2

9,55 Basaltos 955,2

9,75 Basaltos 849,7

Según ensayos realizados en éste tipo de materiales pue-den adoptarse los siguientes valores de cohesión (c´) y án-gulo de rozamiento interno (φ):

c´ = 3 Tn/m2

φ = 38°

El módulo presiométrico de este material se ha obtenidoen el ensayo presiométrico realizado en uno de los sondeospracticados para investigar la cimentación de las pilas deacompañamiento del arco, resultando un valor de 21,8 MPa.

5. PROBLEMÁTICA DEL ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓNDE LOS ESTRIBOS DEL ARCO

5.1. DESCRIPCIÓN DEL MODELO DE CÁLCULOLas condiciones de cimentación del arco del Viaducto de losTilos presentan una problemática especial debido a las ca-racterísticas del terreno donde se apoyará y a la complejidadde las cargas transmitidas por el propio arco:

El terreno donde el arco realiza los apoyos no es homogé-neo. Tal como se ha descrito en los apartados anteriores setrata de una alternancia de basaltos y niveles de escorias pi-roclásticas estructurados de forma horizontal o ligeramenteinclinados, menos de 5°, hacia el Este. Tanto las característi-cas composicionales como las resistentes son totalmente di-ferentes en uno y otro tipo, además su estructura no es uni-forme, es decir, tanto el espesor como el ritmo de la serie noes continuo u homogéneo.

Los estribos de cimentación del arco se encuentran muypróximos al borde de un talud prácticamente vertical, siendoel resguardo mínimo entre el paramento exterior de las za-patas y el borde del talud de 3,0 m.

La resultante de las cargas transmitidas a los estribos decimentación no es vertical, pues además de la carga tangen-cial al arco en su encuentro con la propia zapata hay que te-ner en cuenta la carga vertical transmitida por las pilas em-plazadas en la misma zapata.

Todas estas condiciones que se reúnen hacen muy com-plejo definir una tensión máxima admisible del terreno

donde se cimentarán los extremos del arco. Por ello se ha re-currido a un análisis tensodeformacional que permiten mo-delizar todos los aspectos citados anteriormente. Se ha utili-zado el modelo FLAC de diferencias finitas. La figura 8muestra la geometría del modelo en el entorno de la zapata.Los parámetros geomecánicos del basalto se han deducidode un ajuste lineal a la envolvente de Hoek-Brown.

Los valores asignados al Basalto en el modelo han sido: E = 800 MPa (Módulo de deformación)c = 1,11 MPa (Cohesión)φ = 41 o (Ángulo de rozamiento interno)γ = 2,75 T/m3 (Densidad aparente)ν = 0,2 (Módulo de Poisson)σt = 1,2 MPa (Máxima Resistencia a la tracción)

Para las escorias volcánicas, se les asignan los siguientesparámetros resistentes:E = 90 MPa (Módulo de deformación)c = 0,03 MPa (cohesión)φ = 38 o (Ángulo de rozamiento interno)γ = 1,75 T/m3 (Densidad aparente)ν = 0,3 (Módulo de Poisson)σt = 3,8x10-2 MPa (Máxima Resistencia a la tracción)

5.2. CONCLUSIONES DEL ANÁLISISSe ha comprobado para las cinco hipótesis de carga que nose producen plastificaciones importantes bajo la cimenta-ción, en el macizo de apoyo, sino acaso algunas en zonas lo-calizadas.

La hipótesis de carga pésima es la que produce una ten-sión vertical mayor bajo la zapata, así como los mayores des-plazamientos, correspondiendo a la situación de momentotrasversal debido al viento máximo.

Según puede observarse en la figura 9, los desplazamien-tos máximos medidos en la zona de apoyo de la zapata estánen el entorno de los 4 a 6 cm. Las tensiones máximas son deentre 0.54 y 0.7 MPa sobre la pared vertical de 0,1 a 0,3MPa sobre las paredes laterales de la trinchera y de 0,15 a0,68 MPa sobre la base de apoyo de la zapata.



FIGURA 8. Detalle de la mallade diferencias finitas FLAC 3D

en el entorno de la zapata.

FLAC3D 2.00Step 18467 Model Perspective17:14:29 Thu Feb 13 2003

Center: Rotation:X: 1.176e+002 X: 10.047Y: 2.626e+000 Y: 0.061Z: 2.032e+002 Z: 49.901Dist: 2.250e+003 Mag.: 12.4

Ang.: 22.500

Plane Origin: Plane Normal:X: 0.000e+000 X: 0.000e+000Y: 0.000e+000 Y: 1.000e+000Z: 0.000e+000 Z: 0.000e+000

Block GroupPlane: on behindzapatapilaescoriabasalto

AxesFixedLinestyle

Ferrovial AgromanArea de Geotecnia

Puede verse como conclusión que las tensiones máximastransmitidas por los estribos del arco son una fracción de lasque corresponden a la carga de hundimiento. Asimismo se hacomprobado que la mayoría de los elementos en los que se hadiscretizado el macizo permanecen en el dominio elástico.

6. ANCLAJE DE LOS ESTRIBOSEn el proceso constructivo del arco es necesario referir lastracciones del tablero al terreno. Ello se consigue con unosanclajes al terreno, tal como muestra la figura 10.

Con el fin de determinar la tensión de adherencia se han re-alizado unos anclajes de prueba que se sometieron a ensayo detracción. Los anclajes de prueba tenían su longitud de bulbo li-mitada a 4 m. mientras que las retenidas del estribo se inyecta-ron en 20 m de longitud. La carga máxima movilizada en el en-sayo fue de 400 toneladas sin que se produjera arrancamiento.

7. INYECCIONES DEL TERRENO EN LOS APOYOS DEL ARCOEl objetivo de estas inyecciones ha sido el de rellenar cavidadesy chimeneas en la formación de piroclastos. Para ello se dispu-



FIGURA 10. Disposición deanclajes en estribo norte.

FIGURA 9. Zonificación yvectores de desplazamientoen el plano medio de lazapata.

FLAC3D 2.00Step 18063 Model Perspective09:00:52 Tue Jul 23 2002

Center: Rotation:X: 1.194e+002 X: 4.361Y: -5.938e+000 Y: 0.117Z: 2.025e+002 Z: 0.704Dist: 2.250e+003 Mag.: 38.8

Ang.: 22.500

Plane Origin: Plane Normal:X: 0.000e+000 X: 0.000e+000Y: 0.000e+000 Y: 1.000e+000Z: 0.000e+000 Z: 0.000e+000

Contour of Displacement Mag.Plane: on

2.9275e-003 to 7.5000e-0031.0000e-002 to 1.2500e-0021.5000e-002 to 1.7500e-0022.0000e-002 to 2.2500e-0022.5000e-002 to 2.7500e-0023.0000e-002 to 3.2500e-0023.5000e-002 to 3.7500e-0024.0000e-002 to 4.2500e-0024.2500e-002 to 4.2724e-002

Interval = 2.5e-003

DisplacementPlane: onMaximum = 4.272e-002

Ferrovial AgromanArea de Geotecnia

View Title: HIPOTESIS DE CARGA 2

25.25

237.00

238.00

9.25 1.77

3.10 %

0.30

17.0

231.

250.

10

1.00

2.50

1.00

1.25

1.61

1

23

TERRENO LADO IZQUIERDO

TERRENO LADO DERECHO

4X5 CABLES DE RETENIDADE 19 ø 0.6´´

BULBOS PARA ANCLAJELONG. 20.00 m.

so en los planos inferior y dorsal de las zapatas una malla cua-drada de taladros espaciada 1,5 m y de 9 m de profundidad, talcomo se muestra en la figura 11. Cada taladro se ha inyectadoobturando de abajo a arriba en tres fases. La presión de cierreha sido de 5 bar, utilizando una lechada muy fluida con rela-ción A/C de 1. Se llevó un control detallado de las admisiones,tal como se muestra a título de ejemplo en la figura 12.

8. EPÍLOGO. CONSTRUCCIÓN DEL ARCOa) Avance del arco en voladizo.

El avance de cada recuadro del arco se hace divididoen cuatro dovelas de unos seis metros de longitud (Fi-gura 13). Cada dovela se hormigona en voladizo me-diante un carro de avance que se sujeta en la dovelapreviamente hormigonada y en un tirante provisional.

b) Colocación de la diagonal temporal del recuadro.Una vez terminadas las dovelas de un recuadro seprocede a instalar la diagonal temporal del mismo.

Estas diagonales están constituidas por un numerovariable (12 ó 15 según los recuadros) de cordones deacero de 0.6 pulgadas con una fuerza de rotura cadauno de 26 Tn. Los cordones se distribuyen en cuatroplanos de cables, dos en cada lado.

c) Trepado de las pilas.Cuando los cables diagonales están colocados y tesados,se inicia el trepado de la pila correspondiente. La trepa deuna pila consiste en subir progresivamente el encofradoque se sujeta a la parte ya endurecida, colocar la ferrallay hormigonar por tramos de 4 metros (véase figura 14).

d) Colocación del tablero metálico.Finalmente se coloca el tramo de tablero (sólo laparte metálica) que corresponde a ese recuadro. Eltablero se coloca con ayuda de una grúa (figura 15)que toma las piezas desde el tablero ya construido ygirando 180 grados en planta las coloca en el tramosiguiente.

9. AGRADECIMIENTOSEl autor desea agradecer a la Consejería de Infraestructurasdel Gobierno Canario su amable autorización para la publi-cación de este artículo.

10. BIBLIOGRAFÍAASCE. 1993. Rock Foundations. Technical Engineering andDesign Guide.



FIGURA 11. Disposición de los taladros de inyección.

FIGURA 13. Hormigonado dovela.

FIGURA 14. Trepado para hormigonar las Pilas.FIGURA 12. Admisión de lechada en taladros del plano inferior del apoyosur del arco.

ROCA

INYECCIONES DECONSOLIDACIÓN

DYWIDAG ø 26,5

1.10

6.45

3.90

2.00

EJE ARCO0.10

P1 P2 P3 P4 P5 P6 (15°)

Taladros (T)

Litros

16.00014.00012.00010.000

8.0006.0004.0002.000

0T1 T2

T3 T4T5

T6T7

T8T9 P1

P2P3

P4P5

P6 (15°)

N

Perfiles (P)

Bowles, J.E. 1988. Foundation Analysis and Design. McGraw Hill Book. New York.Ministerio de Fomento, 2000. Guía de Cimentaciones enobras de carreteras.Pérez-Fadón, S.; Herrero, J. E.; Sánchez, M. (2006) El Arcode los Tilos en la Isla de La Palma. El arco más grande deEspaña. Revista Cauce. CICCP.Serrano A.; Olalla, C. (1993). Carga de hundimiento en ma-cizos rocosos. Monografía 36. CEDEX. Madrid.Serrano, A.; Olalla, C. (1998). Cargas de hundimiento en unmacizo rocoso anisótropo con un criterio de rotura no lineal.Monografía 60. CEDEX. Madrid.Hoek, E.; Carranza-Torres, C.; Corkum, B. (2002). Hoek-Brown failure criterion-2002 edition. Proc. North AmericanRock Mech. Soc. Toronto.


FIGURA 15. Colocación del tablero metálico.

José Luis Macicior, director general de ROVER ALCISA

“LAS DECISIONES ESTRATÉGICAS DEL GRUPOHAN DADO SUS FRUTOS”

Pregunta.- ROVER ALCISA haparticipado con una destacadapresencia en la edición del certa-men Railforum celebrado esteaño en Madrid. ¿Cuál es el posi-cionamiento del grupo en el sec-tor ferroviario?

Respuesta.- Nuestro grupo ha tenido,desde sus orígenes, una vocación ferro-viaria. En la actualidad, ROVER AL-CISA está presente en la ejecución delos grandes proyectos ferroviarios enEspaña, tanto en lo que se refiere a laejecución de obras de Alta Velocidadcomo a obras impulsadas por entida-des de la administración autonómica,como metro y tranvía, entre otras.Trabajamos en todo el territorio nacio-nal. Pero además, ROVER ALCISA esuno de los pocos grupos empresarialesvalencianos que, apostaron desde loscomienzos por extenderse en todo elterritorio nacional, y cuenta, en estemomento con una presencia en toda lageografía española que no se da enninguna otra constructora valenciana.De hecho, participamos en obras sin-gulares del ámbito ferroviario español,en carreteras y autovías, en infraes-tructuras aeroportuarias, obras hi-dráulicas… Nos gustan las obras com-plejas. En ese sentido, uno de losactivos del grupo reside, precisamente,en que estamos presentes en las gran-des infraestructuras terrestres realiza-das en España.

P.- ¿Qué obras y proyectos estánejecutando en la actualidad en elsector ferroviario?

R.- Participamos en las infraestructu-ras ferroviarias más importantes deámbito nacional en sus distintos cam-pos, desde el mantenimiento y con-servación de vías, hasta la construc-ción de plataformas para la red deAlta Velocidad de España (AVE),construcción de estaciones de ferroca-rril y líneas subterráneas, metro, su-presión de vías, túneles…

P.- ¿Destacaría alguna obra enconcreto?

R.- Fundamentalmente destacaría lalínea de Alta Velocidad Sevilla-Cádizen el subtramo San Fernando, tam-bién destacaría la construcción de laplataforma del nuevo acceso ferrovia-rio de Alta Velocidad de Levante en el

tramo de la provincia de Cuenca en-tre Torrejoncillo y Abía de la Obispa-lía, por su singularidad y complejidadtécnica, puesto que esta obra contem-pla la construcción de grandes via-ductos y falsos túneles. También en elAVE de Levante, otra obra singulares el tramo de la provincia de Ali-cante entre La Alcoraya-Alicante.También hemos ejecutado para MIN-TRA, entidad dependiente del Go-bierno de la Comunidad Autónomade Madrid, con el servicio en funcio-namiento, la reforma de cocheras dela línea 10 del Metro y una playa devías de la misma línea. Eso en cuantoa las obras estrictamente ferrovia-rias, pero contamos también con unasignificativa presencia en las grandesinfraestructuras terrestres realizadasen España. Nuestra actuación en lasgrandes vías de comunicación es unode los grandes activos del grupo. Es-tamos presentes en diferentes puntosde la geografía de la red nacional decarreteras. En ese sentido, hemosparticipado en obras como la Autovíade la Plata, en la N-111 y N-232 enLa Rioja. Estamos ejecutando tramosde la autovía del Camino de Santiago,en la autovía de Navarra, en la carre-tera de La Playa en Cantabria, la N-232 en el tramo de la provincia de Te-ruel y diversas actuaciones para laComunidad Autónoma de Madrid. Lalista de obras es muy amplia.

LOS ESPECIALISTAS EN PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA

REUTILIZACIÓN:La tecnología de filtración con membranas deDegrémont se adapta a la totalidad de los usos de lasaguas residuales tratadas, desde la agricultura yjardinería a la industria y muchos más usos. El agua decalidad producida por estos procesos, ya bien apreciadospor la industria y la agricultura, está contribuyendo deforma muy importante a la conservación del agua y a laprotección del medio ambiente.

DESALACIÓN:La experiencia de Degrémont en Desalación viene demás de sus 250 plantas de ósmosis a lo largo del mundo.El proceso elimina sales minerales al hacer pasar el aguaa través de una membrana semi-permeable. Con elcrecimiento de la demanda mundial de agua - y con el 40% de la población mundial viviendo a menos de 100 km del mar - esta tecnología ofrece una soluciónsostenible para el suministro de agua potable.

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LOS ESPECIALISTAS EN PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA

1. INTRODUCCIÓNLas Instalaciones Desalinizadoras de Agua Marina (IDAM),como cualquier infraestructura, producen diferentes impac-tos sobre el medio en el que se localizan. Por ello es necesa-rio establecer unas medidas con el fin de reducir, eliminar ocompensar los efectos ambientales negativos.

El Real Decreto Legislativo 1/2008, de 11 de enero,aprueba el texto refundido de la Ley de Evaluación de Im-pacto Ambiental de proyectos (EvIA), publicada en el BOE

de 26 de enero de 2008. El artículo 7 de este Real DecretoLegislativo regula el contenido de los Estudios de ImpactoAmbiental (EsIA), incluyendo en su apartado e el Programade Vigilancia Ambiental (PVA) cuyo objeto es el seguimientode la efectividad de las medidas citadas anteriormente (artí-culo 11 del Real Decreto 1131/1988, de 30 de septiembre, porel que se aprueba el Reglamento para la ejecución del RealDecreto Legislativo 1302/1986, de 28 de junio, de Evaluaciónde Impacto Ambiental).

Los proyectos de desalinización de agua se encuentrancontemplados en la Ley 1/2008, Anexo II, grupo 8e relativo aProyectos de ingeniería hidráulica y de gestión del agua:Instalaciones de desalación o desalobración de agua con unvolumen nuevo o adicional superior a 3.000m3/día.

Los Programas de Vigilancia Ambientalde las Instalaciones Desalinizadoras deAgua Marina. Desarrollo de un método

de valoración de su aplicación

SARAH RUIZ ARRIAGA (*) y MANUEL GARCÍA SÁNCHEZ-COLOMER (**)

ENVIRONMENTAL VIGILANCE PROGRAMMES OF DESALINATION PLANTS. DEVELOPMENT OF ANEVALUATION´S METHOD OF ITS APPLICATIONABSTRACT This article aims to develop a working methodology to assess the application of the measures designed to avoid,reduce and, if possible, remedy significant adverse effects, included in the Environmental Vigilance Programmes. The studyis based on a practical case study of the building project, currently under development, of a desalination plant located inthe Spanish Mediterranean coast.A collection of measures was selected to be fulfilled in any building project of a desalination plant, and thus the require-ments derivated from them. Their analysis will allow to establish the level of fulfillment (regarding to the measures takenfrom the Environmental Vigilance Programme or the Declaration of Environmental Impact) and the evaluation (regardingto the measures taken from specialized bibliography) of the indicators implementation.This monitoring provides the supervisor of environmental issues with a valid tool to negotiate with the developer certainmodifications, with the objective of improving the effectiveness of the measures described in the Environmental VigilanceProgramme.

(*) Fundación Internacional para la Restauración de Ecosistemas (FIRE).(**) Centro de Estudios de Técnicas Aplicadas del CEDEX.

RESUMEN El presente artículo tiene como objetivo desarrollar una herramienta metodológica que permita evaluar la apli-cación de las medidas preventivas, correctoras y compensatorias incluidas en los Programas de Vigilancia Ambiental. Elestudio se centra en el caso concreto del proyecto de construcción de una instalación desaladora de agua marina en el lito-ral mediterráneo español, en ejecución actualmente.Se ha seleccionado un conjunto de medidas que deben adoptarse en general en cualquier proyecto de construcción de unadesaladora, así como los requisitos derivados de ellas. Su análisis permitirá determinar el nivel de cumplimiento (en lasmedidas tomadas del PVA o de la Declaración de Impacto Ambiental) o la valoración (de las medidas tomadas de la biblio-grafía especializada) en la aplicación de los indicadores.Este seguimiento proporciona al responsable de medioambiente una herramienta válida para acordar con la dirección deobra determinadas modificaciones, con objeto de mejorar la eficacia en la aplicación de las medidas contempladas en elPrograma de Vigilancia Ambiental.


Palabras clave: Desaladoras, Indicadores, Programa de Vigilancia Ambiental.

El objetivo de este trabajo es generar una herramientaque permita valorar la aplicación de los PVA, tanto en laparte sistematizada en el EsIA como en la regulada en laDeclaración de Impacto Ambiental (DIA). Esta valoraciónresulta de utilidad en las EvIA de todo tipo de proyectos,como control de calidad en la aplicación del PVA. La selec-ción de indicadores o medidas que se van a evaluar debepreceder al inicio de las obras, como herramienta que se em-plea durante toda la fase de ejecución y al comienzo de la ex-plotación. Gómez Orea (2007) señala que “para cada aspectosujeto a vigilancia se define un indicador que expresa sucomportamiento ambiental” y que a partir de los valores to-mados por cada indicador “se decidirá la necesidad o no deaplicar medidas correctoras de carácter complementario”.

Los motivos que justifican la selección del proyecto deuna desalinizadora son:

a) La multiplicidad de medios afectados (marino y te-rrestre, superficial y subterráneo), que permite reali-zar un análisis del medio en su totalidad.

b) La novedad en la aplicación de una metodología quepermita realizar el control del procedimiento de EvIA,y en concreto del PVA.

c) El actual auge de este tipo de infraestructuras, comosolución para el suministro de agua potable.

2. METODOLOGÍAEl análisis se ha realizado a dos niveles:

a) Metodológico. Se analizan las medidas preventivas,correctoras y compensatorias que debe incluir un PVAde una infraestructura de estas características.

b) Aplicado, conforme al procedimiento definido en elapartado anterior, se evalúa la aplicación del PVA a unaIDAM que se encuentra actualmente en ejecución.

El punto de partida consiste en la selección de un con-junto de medidas correctoras, preventivas y compensato-rias comunes a la mayor parte de estas infraestructuras,que se emplearán como indicadores que permitan realizaruna estimación sencilla, semicuantitativa, del grado de cum-plimiento del PVA. De la valoración de estos indicadores sededucirá la necesidad de diseñar las actuaciones precisaspara resolver posibles fallos, ya sea por una aplicación defec-tuosa del PVA o porque no se alcanzan los resultados espe-rados en alguna de las medidas que contienen.

En el apartado 3 se especifican las medidas elegidas y losrequisitos que generan. Debido a que existen medidas sobrediferentes materias, se han agrupado en diversas categoríascon el fin de facilitar la comparación de las mismas.

Este trabajo parte del proyecto de una desalinizadora ac-tualmente en fase de ejecución. Para mantener la confiden-cialidad de los datos, sólo se dirá que corresponden a una delas IDAM que se están ejecutando actualmente en el litoralmediterráneo español. Del análisis de la documentación re-lativa a su procedimiento de EvIA se obtiene el conjunto demedidas, que pueden aplicarse a otros proyectos similares.También sobre este proyecto se lleva a la práctica la metodo-logía propuesta para la valoración de la aplicación del PVA.

La documentación de la que se obtienen las medidas y enla que se valora su cumplimiento es: EsIA, DIA, InformesOrdinarios e Informes Trimestrales elaborados por la asis-tencia técnica ambiental, incluyendo el Informe del EstadoInicial, y la documentación relativa al Modificado nº 1 delProyecto: Anejo ambiental, Memoria Descriptiva, MemoriaResumen y Addenda.

La valoración de las medidas obtenida de estos documen-tos refleja el grado de cumplimiento de los requisitos queconllevan y, por lo tanto, la calidad en la aplicación del PVA.

Se ha manejado también otra bibliografía que no se corres-ponde con documentos relativos a la EvIA del proyecto deestudio. Los requisitos demandados por las medidas obteni-das a partir de esta otra documentación no estarán sujetos aninguna obligación y por tanto no se analizará el grado decumplimiento, sino únicamente su valoración.

La determinación del nivel de cumplimiento o valoración,está sujeta a un análisis semicuantitativo que reflejará elajuste a las exigencias contempladas por cada medida. El va-lor semicuantitativo proviene de las siguientes categorías:

D: Desconocido. No se dispone de datos suficientespara determinar el grado de cumplimiento o valora-ción de la medida.

N: No se valora. Corresponde a la fase de funciona-miento (que aún no ha tenido lugar) o a otra etapa delprocedimiento de EvIA que aún no se ha alcanzado oque no ha sido necesaria.

1: Nulo. No se cumple el requisito demandado por lamedida en las diferentes fases del proyecto.

2: Mejorable. No se cumple íntegramente la medida enlas diferentes fases del proyecto.

3: Adecuado. Sí se cumplen íntegramente los requisitosdemandados por la medida en las diferentes fases delproyecto.

3. LISTA DE MEDIDASCon el fin de facilitar el acceso a las diferentes tipologías demedidas, se presenta un esquema de las mismas.

A. Medidas preventivas sobre el medio físico.A.1. De carácter general.A.2. Aire y medio atmosférico.A.3. Acústica.A.4. Suelo-sedimento marino.A.5. Hidrología.

B. Medidas preventivas sobre le medio biótico.B.1. Paisaje.B.2. Comunidades naturales terrestres.B.3. Comunidades bentónicas.B.4. Comunidades pelágicas.B.5. Espacios naturales protegidos.B.6. Especies protegidas.

C. Medidas preventivas sobre aspectos socio-eco-nómicos.C.1. Infraestructuras y servicios.C.2. Calidad de vida.C.3. Actividad pesquera.C.4. Patrimonio histórico-artístico.

D. Medidas correctoras sobre el medio físico.D.1. De carácter general.D.2. Suelo.

E. Medidas correctoras sobre le medio biótico.E.1. Paisaje.E.2. Comunidades naturales terrestres.E.3. Espacios naturales protegidos.

F. Medidas compensatorias sobre comunidades na-turales terrestres.

G. Programa de Vigilancia Ambiental.G.1. Objetivos generales.G.2. Contenido básico.

G.2.1.Descripción de las operaciones de vigilanciaambiental.

G.2.2.Programación de todas las acciones y opera-ciones de vigilancia: diagrama y calendariorespecto a la obra.

G.2.3.Planificación metodológica del funciona-miento de la asistencia técnica ambiental.

LOS PROGRAMAS DE VIGILANCIA AMBIENTAL DE LAS INSTALACIONES DESALINIZADORAS DE AGUA MARINA. DESARROLLO DE UN MÉTODO DE VALORACIÓN DE SU APLICACIÓN


G.3. Contenido indicativo.G.3.1.Previo a la realización de la obra.G.3.2.Durante la realización de la obra.G.3.3.Durante la fase de funcionamiento.

G.3.3.a. Protección de la vegetación y reve-getación.

G.3.3.b. Plan de vigilancia de las tareas demantenimiento.

G.3.3.c. Vigilancia estructural de la conduc-ción de vertido.

G.3.3.d. Control del efluente.G.3.3.e. Calidad de las aguas marinas re-

ceptoras.G.3.3.f. Control del sedimento y de los or-

ganismos bentónicos.G.3.3.g. Control de praderas.

G.3.4.Emisión de informes.Las medidas tomadas de la EvIA y bibliografía especiali-

zada en relación con el PVA son las mostradas en las si-guientes tablas.



A. Medidas preventivas sobre el medio físico

A.1. De carácter general

Número Medida Requisitos

A.1.1

Delimitación de la zona de instalación (parte terrestre), laubicación de las edificaciones, los depósitos, lasconducciones de agua y salmuera, las zonas de ocupacióntemporal y los parques de maquinaria previstos.

Durante el desarrollo de las obras, las actividades en la zona quedaránvisiblemente marcadas y la zona de trabajo estará debidamente señalizada(Figura 1). Se emplearán marcas visibles que delimitarán el perímetro de laobra. Durante la fase de funcionamiento, las instalaciones de la planta detratamiento y el resto de edificaciones, estarán debidamente señalizadas y elpaso quedará restringido al personal de mantenimiento y a los trabajadores.

A.1.2 Marcaje del área afectada por la obra (parte marina).

Con anterioridad al inicio de la obra. Balizamiento de la zona de actuaciónmarítima. Durante las operaciones de excavación de la zanja y el tendidodel emisario, tanto los tubos, como el buque y las embarcaciones auxiliaresestarán debidamente señalizadas como determinan las normasinternacionales de navegación.

A.1.3 Equipos mecánicos.

Modernos. Cumplimiento de los requerimiento técnicos. Poco contaminantes.Certificado de homologación CE y certificado de conformidad CE, además dela indicación del nivel de potencia acústica o nivel de presión acústica deacuerdo con las normativas comunitarias.

A.1.4Aplicación de buenas prácticas ecológicas relativas altratamiento de los materiales y de los elementos queintervienen en la obra.

La propia medida.

A.1.5 Aplicación de buenas prácticas de trabajo. El personal guardará normas de conducta correctas y de respeto por elentorno. Impartir cursos formativos.

A.1.6 Movimientos de la maquinaria. Controlado.

A.1.7 Ejecución de las operaciones de excavación submarina ydragado.

Se realizará entre la línea costera y la batimétrica de -6.5m. La traza de laconducción de vertido deberá discurrir por la alineación que presente la menorcobertura de Posidonia oceanica.

A.1.8 Entrada del efluente al mar. Evitando el contacto directo con el fondo sedimentario.

A.1.9 Revisiones de la puesta a punto de los elementosmecánicos. Revisiones periódicas.

A.1.10 Gestión de todos los residuos sólidos y líquidos producidosdurante las obras y durante la fase de funcionamiento.

Periódica. Llevar los residuos a vertedero controlado, planta de revaloración deresiduos o a gestor autorizado, según proceda. Adecuada según legislaciónaplicable. (Figura 2).

A.1.11 Revisión de la estanqueidad de las bases, depósitos yconducciones de salmuera y productos químicos. Revisiones periódicas.

A.1.12 Características del cubeto de retención de seguridad.Se dispondrá alrededor de cada uno de los depósitos de productos químicos.De igual o mayor capacidad volumétrica a la del depósito. Impermeabilizadocorrectamente.

A.1.13 Manipulación de los reactivos químicos en su trasvasedesde las cubas de transporte a los depósitos de almacén. Manipulación correcta.

A.1.14 Planificación de un calendario adecuado para lasactuaciones en el medio terrestre.

Reducir el máximo posible el tiempo de intervención de la maquinaria en elmedio.

A.1.15 Planificación de un calendario adecuado para lasactuaciones en el medio marino.

Planificar la duración de las operaciones. Ejecución durante el menor tiempoposible. Durante los períodos de más baja hidrodinámica (finales deprimavera), aunque sin coincidir con la época de baños.



A. Medidas preventivas sobre el medio físico (continuación)

A.2. Aire y medio atmosférico


A.2.1 Control de la emisión de polvo y partículas en suspensióna la atmósfera.

Riegos diarios a los accesos y áreas donde se den movimientos de tierra quegeneren polvo.

A.3. Acústica


A.3.1 Equipos a emplear. Insonorizados en sus elementos principales (silenciadores) y materiales deconstrucción aislantes sobre los elementos emisores de origen mecánico.

A.3.2 Control de los niveles de emisión e inmisión sonora de lamaquinaria e instalaciones.

Emisión sonora de 65 dB(A) a 10m de las edificaciones. Las bombas deinstalación cumplirán la normativa vigente respecto a los niveles de emisiónsonora. El nivel de inmisión sonora de la maquinaria deberá ajustarse a lasprescripciones de la normativa de la UE.

A.4. Suelo-sedimento marino


A.4.1 Terreno afectado. Estrictamente necesario.

A.4.2 Asfaltar vías de acceso a las instalaciones. La propia medida.

A.4.3 Localizar un parque de maquinaria. La propia medida.

A.4.4 Decapado de tierra vegetal durante los movimientos detierra.

Correcta ejecución. Correcta conservación de los acopios. Espesores adecuadossegún la calidad de los suelos en las diferentes zonas. Adecuado extendido.

A.4.5Características del sistema de dragado y extracción tantodel material que conforma el afloramiento rocoso como elsustrato blando.

Adecuados. Que provoquen la menor resuspensión posible de sedimentos almedio.

A.4.6 Características de los materiales en todas las nuevastuberías, depósitos y bases. Resistentes.

A.4.7 Limpieza de los terrenos. Durante la fase de construcción. (Figura 3).

A.4.8 Descompactación de caminos nuevos de tierra utilizados. Una vez finalizada la ejecución de la obra.

A.5. Hidrología


A.5.1 Protección del dominio público hidráulico. Evitar su ocupación.

A.5.2Adoptar medidas de acondicionamiento del terreno durantela excavación de zanjas y colocación de tuberías,movimiento de tierras y construcción de la planta desaladora.

La propia medida.

A.5.3 Mejora de obras de drenaje de los caminos, para suutilización por la fauna. La propia medida.

A.5.4 Utilización de embarcaciones y de medios auxiliares parael dragado de la zanja y la instalación de la conducción.

Cumplir la normativa vigente en cuanto al vertido al mar de substanciaspeligrosas desde buques (MARPOL).

A.5.5 Utilización de medios materiales. Que liberen al medio la menor cantidad posible de finos y de la materiaorgánica contenida en el sedimento aportado.

A.5.6 Uso de los productos y aditivos del proceso de desalación. Optimización de su uso.

A.5.7 Optimización de caudales de agua marina de rechazo devertidos. La propia medida.

A.5.8 Características del efluente. Cumplir limites establecidos en la Autorización de vertido.

A.5.9 Gestión de las aguas sanitarias que se produzcan en lasinstalaciones.

Evacuadas a la red pública, o tratadas mediante los oportunos sistemas dedepuración (para que sean vertidas en las mejores condiciones que a tal efectoprevé la reglamentación).

A.5.10 Elaboración de un Plan de emergencia. Que contemple el modo de proceder en caso de producirse vertido accidental.



FIGURA 1. Zona de trabajo enla IDAM señalizada.

FIGURA 2. Separación de residuos enplanta.

FIGURA 3. Limpieza de la zona deconducción desde los pozos decaptación hacia la IDAM.



B.5. Espacios naturales protegidos


B.5.1 Tipología y localización de las tuberías. Las tuberías estarán enterradas.

B.5.2 Mantenimiento y potenciación de la vegetación de lazona.

Continuo a lo largo de todo el trazado de las instalaciones y edificaciones.Disponer sistemas de protección a ejemplares vegetales singulares que seestiman en riesgo debido a su proximidad a la obra o caminos de acceso.

B.6. Especies protegidas


B.6.1 Se aplicarán las medidas preventivas relativas a suelo-sedimento marino (A.4) e hidrológicas (A.5).

Se aplicarán los requisitos de las medidas preventivas relativas a suelo-sedimento marino (A.4) e hidrológicas (A.5).

B. Medidas preventivas sobre el medio biótico

B.1. Paisaje


B.1.1 Reducir el impacto visual de los acabados de las obras, enlas restauraciones y construcciones.

Potenciar la utilización de materiales típicos. Empleo de colores que seadecuen a la composición cromática de la zona. (Figura 4).

B.1.2 Continuar con las permanencias formales del espacio ygarantizar una buena inserción paisajística. Mantener los patrones de distribución de las parcelas.

B.2. Comunidades naturales terrestres


B.2.1 Mantenimiento y potenciación de la vegetación de lazona.

Continuo a lo largo de todo el trazado de las instalaciones y edificaciones.Disponer sistemas de protección a ejemplares vegetales singulares que seestiman en riesgo debido a su proximidad a la obra o caminos de acceso.

B.2.2 Reducir efectos negativos sobre las aves.

Insonorizados en sus elementos principales (silenciadores) y materiales deconstrucción aislantes sobre los elementos emisores de origen mecánico.Emisión sonora de 65 dB(A) a 10m de las edificaciones. Las bombas deinstalación cumplirán la normativa vigente respecto a los niveles de emisiónsonora. El nivel de inmisión sonora de la maquinaria deberá ajustarse a lasprescripciones de la normativa de la UE.

B.2.3 Las líneas de alta tensión que suministran energía iránenterradas aprovechando las zanjas de las canalizaciones. La propia medida.

B.2.4 Organización de los trabajos.

Evitar las obras durante los períodos de cría y nidificación de la avifauna,comprendidos entre marzo y agosto. Los trabajos que puedan resultar másconflictivos no coincidirán con los períodos de máxima actividad de la faunamás sensible (evitar las primeras y últimas horas del día y de la noche).

B.2.5 Disminuir la velocidad de los vehículos. La propia medida.

B.2.6Limpieza periódica de la superficie foliar del polvogenerado por los acopios de áridos y por la manipulacióndel cemento.

Sobre todo de forma que se evite la formación de depósitos sólidos encima delas hojas.

B.2.7 Desbroce. Iniciarse en el centro de la explanada de la planta y que progrese hacia elborde exterior. (Figura 5).

B.2.8 Adoptar medidas de protección en caso de detectarsenidadas, camadas o puestas de especies de fauna.

Previo al desbroce y otras actuaciones. Realizar un Proyecto de Actuación parala Protección de la Fauna Vulnerable, en coordinación con los organismosresponsables.

B.3. Comunidades bentónicas




B.4. Comunidades pelágicas






FIGURA 4. Empleo de materiales ycolores típicos de la zona en lainstalación para los pozos decaptación.

FIGURA 5. Desbroce en el accesoa la IDAM.

C. Medidas preventivas sobre aspectos socio-económicos

C.1. Infraestructuras y servicios


C.1.1 Minimizar riesgos de fallo o parada del proceso dedesalación de agua. La propia medida.

C.2. Calidad de vida


C.2.1Control de la emisión de polvo y partículas en suspensióna la atmósfera. Se aplicarán las medidas preventivasacústicas (A.3) e hidrológicas (A.5).

Riegos diarios a los accesos y áreas donde se den movimientos de tierra quegeneren polvo. Se aplicarán los requisitos de las medidas preventivas relativasa aire y medio atmosférico (A.2), acústicas (A.3) e hidrológicas (A.5).

C.3. Actividad pesquera


C.3.1 Se aplicarán las medidas preventivas relativas a suelo-sedimento marino (A.4) e hidrológicas (A.5).


C.3.2 Notificar a las Cofradías de pescadores de los municipioscolindantes el periodo de ejecución de las obras marinas.

No afectar a la navegación de las embarcaciones pesqueras profesionales ensus recorridos habituales.

C.4. Patrimonio histórico-artístico


C.4.1 Control de posibles hallazgos de restos en yacimientos nocatalogados durante el PVA. La propia medida.



D. Medidas correctoras sobre el medio físico

D.1. Infraestructuras y servicios


D.1.1 Incorporar al proyecto un sistema de dilución previa, contoma de agua de mar.

Se pondrá en marcha un Protocolo de parada progresiva en caso de superar38,3 UPS (unidades de salinidad práctica) el 25% de las observaciones o39,5 UPS el 5%. Si la salinidad supera 38,3 UPS: se mezcla el rechazo conagua marina. Si aún así se supera el límite de salinidad marcado se mezcla elrechazo hipersalino con el vertido de la depuradora existente. En caso deseguir superando el límite: parada de la planta enviando el agua bruta por elby-pass de los filtros de arena, que conecta con el emisario de salida;procediendo a la revisión de la instalación para realizar correccionesnecesarias antes de la nueva puesta en funcionamiento.

D.1.2Limpieza y restitución de los suelos contaminados, en casode producirse un derrame accidental de productosquímicos o salmuera.

La propia medida.

D.2. Suelo


D.2.1 Superficie afectada por la excavación de la zanja. Restitución a su estado inicial tras la finalización de las obras. (Figura 6).

D.2.2 Elaboración de un Plan de emergencia. Que contemple el modo de proceder en caso de producirse vertido accidental.

E Medidas correctoras sobre le medio biótico

E.1. Paisaje


E.1.1 Restauración vegetal en las áreas afectadas por las obras.Emplear elementos como mínimo de la misma tipología y valor ecológico quelos existentes inicialmente (en el caso de que proceda, se exigirá la utilizaciónde plantas autóctonas).

E.1.2 Integración en el paisaje del edificio de la desaladora, eldepósito y la estación de impulsión. Incorporación de pantallas vegetales que reduzcan su visión desde el exterior.

E.1.3 Tipología y localización de las tuberías. Las tuberías estarán enterradas. (Figura 7).

E.1.4 Mantenimiento de las pantallas vegetales y de lasrevegetaciones realizadas en el entorno de las instalaciones. Dotar de medios necesarios.

E.1.5 Instalaciones auxiliares. Desmantelamiento tras el cese de las obras.

E.2. Comunidades naturales terrestres


E.2.1 Minimizar la contaminación lumínica de las instalaciones.

Adoptar medidas correctoras. Especialmente en zonas con ambientes naturalesbien conservados. Caso que sea necesario realizar trabajos por la noche, lapotencia y orientación de los puntos de luz deberá minimizar la dispersión másallá de la zona de actuación.

E.2.2 Sustitución de los sistemas de protección que hayan sufridodeterioro. La propia medida.

E.2.3 Medidas en aquellos pies de especies de flora en los que sejuzgue insuficiente las medidas de protección adoptadas. Incrementarlas.

E.3. Espacios naturales protegidos


E.3.1

Replantar nuevas especies en caso de afección accidental aalguna de las estructuras arbóreas por actuaciones incluidasen áreas con algún interés paisajístico (en concreto,ubicación de la planta y las conducciones desde la plantaIDAM hasta el punto de conexión con la red existente).

La propia medida.



FIGURA 6. Restitución a su estadoinicial de la superficie afectada porla zanja en un torrente.

FIGURA 7. Vial por dondese encuentra soterrada laconducción de salmuera.

F. Medidas compensatorias sobre comunidades naturales terrestres


F.1 Mantenimiento de las actuaciones de revegetación. Continuo a lo largo de la traza de la conducción, en la estación de impulsión yel depósito, y en la urbanización de la planta desaladora.

G. Programa de Vigilancia Ambiental

G.1. Objetivos generales


G.1.1

Analizar el grado de ajuste entre el impacto queteóricamente generará la actuación, y el impacto realproducido durante la ejecución de la obra o durante lafase de funcionamiento.

La propia medida.

G.1.2 Detectar las eventualidades aparecidas durante eldesarrollo de la actuación. La propia medida.

G.1.3 Seguimiento y control de la eficacia de las medidasmoderadoras. La propia medida.

G.2. Contenido básico

G.2.1. Descripción de las operaciones de vigilancia ambiental


G.2.1.a Adaptación del PVA propuesto en el EsIA al contenido dela DIA, si fuera necesario. La propia medida.

G.2.1.b Elaboración de un cuadro resumen de operaciones devigilancia y sistemas de control. La propia medida.

G.2.1.c Preparación de listado de operaciones a realizar. La propia medida.



G.2.2. Programación de todas las acciones y operaciones de vigilancia: diagrama y calendario respecto a la obra


G.2.2.a Programación específica del PVA en función de lasdiferentes unidades impactantes de carácter temporal. La propia medida.

G.2.2.bProgramación de operaciones a realizar a corto plazo(durante la ejecución de la obra) y a medio plazo (comomínimo en el plazo de 2 años desde su finalización).

La propia medida.

G.2.2.c Programación espacial de la vigilancia ambiental. La propia medida.

G.2.2.d Elaboración de un plano-síntesis de situación de todas lasmedidas que deben ser sometidas a control. La propia medida.

G.2.3. Planificación metodológica del funcionamiento de la asistencia técnica ambiental


G.2.3.a Secuencia de controles: criterio de decisión. La propia medida.

G.2.3.b Revisiones sistemáticas. La propia medida.

G.2.3.c Coordinación con la Dirección de la obra.

Participación en las modificaciones del proyecto, en la aprobación de partidasde obra con incidencia ambiental, determinación de atribuciones ejecutivas dela vigilancia ambiental, en la resolución de las quejas planteadas por lapoblación supuestamente afectada por la obra, con intervención en el ámbitode los medios de comunicación social.

G.3. Contenido indicativo

G.3.1. Previo a la realización de la obra


G.3.1.a Reconocimiento del terreno donde se va a implantar elproyecto de la desaladora La propia medida

G.3.2. Durante la realización de la obra


G.3.2.a El equipo de asistencia técnica medioambiental estará enla obra.

Realizará la comprobación de que la ejecución de la obra se ajusta a loprevisto en el EsIA.

G.3.2.b Supervisión del trazado de los caminos de la obra. La propia medida.

G.3.2.c Control de la ubicación y uso que se haga deinstalaciones, almacenes y maquinaria de obra.

Parques de maquinaria y almacenes en emplazamientos adecuados.Contenedores adecuados para el contenido que almacenen. Control del buenfuncionamiento de la maquinaria de la obra. Emisiones de ruido y gases decombustión se ajustarán a la normativa.

G.3.2.d Comprobar que la ejecución de la obra se ajusta a loprevisto en el EsIA. La propia medida.

G.3.2.e Control del abastecimiento de agua en la obra.Controlar que la procedencia del agua de la obra es de la red deabastecimiento. Vigilar que el consumo de agua se ajuste a las necesidadesreales y no se desaprovecha agua de forma innecesaria.

G.3.2.f Control de las obras de drenaje superficial.

Se vigilará que durante el movimiento de tierras y construcción de loselementos del proyecto, no se produzcan modificaciones sustanciales de lasredes y sistemas de drenaje natural. Se vigilará la correcta ejecución de lasobras de drenaje.

G.3.2.g Control de la contaminación de aguas subterráneas ysuperficiales.

En el caso de que aparezcan contaminantes en las aguas será el equipo devigilancia ambiental quien, junto con la dirección de obra, determine suimportancia.

G.3.2.h Vigilancia de actuaciones sobre patrimonio natural.

En el caso de que aparezcan elementos de interés faunístico o florístico noprevistos, será el equipo de vigilancia ambiental junto con la dirección de obraquienes determinen su importancia. Examen periódico de la zona deactuación, con recogida (si fuera necesario) de ejemplares de faunavertebrada y traslado hacia zonas próximas. En el supuesto de no llegar a unacuerdo, se acudirá a un profesional especializado y se paralizarán las obrashasta que se tome una decisión.



G.3.2. Durante la realización de la obra (continuación)


G.3.2.i Análisis del efecto barrera. La propia medida.

G.3.2.j Evaluar el incremento de los riesgos de incendios ydeslizamientos.

Control de la estabilidad de taludes y laderas. Control de los riesgos deincendio.

G.3.2.k Vigilancia del patrimonio histórico-artístico.

Controles periódicos para comprobar la no-aparición de elementos delpatrimonio arqueológico. En el caso de que eventualmente se produzca unhallazgo, se procederá a la entrega del material a la Administracióncompetente más próxima.

G.3.2.l Control de los materiales utilizados en el proyecto. Control de la calidad de los materiales utilizados en la obra. Cumplimiento consu cometido de prevención de riesgos ambientales.

G.3.2.m Vigilancia de las operaciones de plantación de vegetacióny del paisaje. Se hará un seguimiento y control de las plantaciones que se realicen.

G.3.2.nAlertar al personal que esté aplicando incorrectamente lasmedidas protectoras prescritas, e informar en relación aafecciones graves sobre el medio no previstas.

Identificación de: la actuación causante del impacto, elemento del medioafectado, medidas adoptadas para la minimización de las afecciones.

G.3.3. Durante la fase de funcionamiento

G.3.3.a. Protección de la vegetación y revegetación


G.3.3.a.1 Seguimiento detallado de las labores de siembra,plantación y mantenimiento.

A la finalización de las plantaciones se comprobará su correcta ejecución.Posteriormente se hará un seguimiento de las labores de mantenimiento y seprocederá a la reposición de marras.

G.3.3.b. Plan de vigilancia de las tareas de mantenimiento


G.3.3.b.1 Comprobación del tratamiento de los residuos domésticosy de proceso de la planta. Por su conexión con la depuradora municipal o en la propia planta.

G.3.3.b.2Control de la gestión, destino y retirada de residuos delubricantes, combustibles y otros productos químicosutilizados en las instalaciones.

Gestión rigurosa. Destino: depositados en talleres y otros lugaresespecializados y acondicionados. Retirada: Lo realizará una empresaespecializada en su tratamiento.

G.3.3.c. Vigilancia estructural de la conducción de vertido


G.3.3.c.1Inspección del tramo sumergido de la conducción y de susprincipales elementos en lo referente a posibles roturas,corrimientos, fisuras y descalces de las tuberías.

Toda la longitud del tramo. Emplear buceadores o instrumental sumergible.Frecuencia: anualmente. En condiciones de carga hidráulica máxima.

G.3.3.d. Control del efluente


G.3.3.d.1 Equipos para el muestreo.Conducciones con dispositivos específicos que permitan acceso fácil paraobtención de muestras representativas del flujo y determinación decaracterísticas físicas del vertido en cada momento.

G.3.3.d.2 Muestreo del efluente.

Lugar: en el arranque de la conducción. Frecuencia, orientativa: mensual.Determinaciones, orientativo: salinidad, Tª, caudal, concentración de SS,turbidez, concentración de nutrientes (nitritos, nitratos, ortofosfatos yamonio), pH.



G.3.3.e. Calidad de las aguas marinas receptoras


G.3.3.e.1 Seguimiento del control de la salinidad.

Se establecerá un Protocolo de parada: Se pondrá en marcha en caso desuperar 38,3 UPS el 25% de las observaciones o 39,5 UPS el 5%. Si la salinidadsupera 38,3 UPS: se mezcla el rechazo con agua marina. Si aún así se superalímite de salinidad marcado se mezcla el rechazo hipersalino con el vertido de ladepuradora existente. En caso de seguir superando el límite: parada de la plantaenviando el agua bruta por el by-pass de los filtros de arena, que conecta con elemisario de salida; procediendo a la revisión de la instalación para realizarcorrecciones necesarias antes de la nueva puesta en funcionamiento.

G.3.3.e.2 Comparativa de la modelización realizada sobre elcomportamiento de dilución mediante el método Cormix. Con los resultados reales que se obtengan de la red de muestreo.

G.3.3.e.3 Calibrar y validar el modelo de dilución del vertido. Muestreos mensuales. Empleo de sonda multiparamétirca CTD. Establecerpuntos de muestreo alrededor del punto de inyección.

G.3.3.e.4 Control de la calidad del medio receptor del efluente. Simultáneo al control de la calidad del efluente.

G.3.3.e.5 Puntos de muestreo.3 sobre la línea de costa (2 a ambos lados de la conducción de vertido y 1 enel arranque de ésta). 1 en la salida del efluente. Puntos suficientementerepresentativos y contrastados, fijados para posteriores controles.

G.3.3.e.6 Frecuencia de muestreo. 2 veces al año.

G.3.3.e.7 Programa de Medidas.

En continuo de la estructura termohalina y concentración de oxígeno disuelto.Toma de muestras de agua para análisis de: concentración de SS, turbidez yconcentración de nutrientes (nitritos, nitratos, ortofosfatos y amonio), oxígenodisuelto.

G.3.3.e.8 Obtención de datos.

2 campañas de distribución de salinidad, una al inicio y otra la final de los 6meses previstos de duración del plan de seguimiento. Campaña semanal deobtención de datos y limpieza de equipos, asegurando así la fiabilidad de losdatos obtenidos por el mismo.

G.3.3.f. Control del sedimento y de los organismos bentónicos


G.3.3.f.1 Muestras de sedimento superficial. Mediante draga tipo Van Veen. Frecuencia: anual. Época: primavera.

G.3.3.f.2 Estaciones de muestreo.3 estaciones sobre la misma cota batimétrica. Una en la zona de influenciadirecta del vertido (a distancia <20 m). Otra a unos 50 m en el sentido de lacorriente predominante. Otra a unos 100 m fuera del área de influencia.

G.3.3.f.3 Analítica físico-química sobre las muestras de sedimento. Contenido de materia orgánica y potencial redox.

G.3.3.f.4 Analítica biológica sobre las muestras de sedimento.

Elaboración de listados faunísticos y florísticos. Cálculo de la riqueza,densidad y espectro de diversidad, abundancia y dominancia de lacomunidad. Cálculo de la biomasa y de las relaciones porcentuales de losprincipales grupos faunísticos. Los datos serán comparados con los valoresobtenidos en el estudio inicial del medio y en la primera muestra.

G.3.3.g. Control de praderas


G.3.3.g.1 Seguimiento de la influencia del vertido hipersalino sobrelas praderas de P. oceanica y su evolución.

Establecer una red de muestreo con 3 estaciones (una de ellas fijada comoestación sensible).

G.3.3.g.2 Analizar parámetros relativos a las praderas defanerógamas marinas.

Nº de haces/ud. de superficie. Tipología de crecimiento de los haces(ortótropos/plagiótropos). Grado de enterramiento. Nº de hojas/haz. Longitudy forma de las hojas. Recubrimiento de epífitos. Grado de herbivorismo.



4. EVALUACIÓN DE LAS MEDIDASPuesto que se han establecido dos grados de evaluación(cumplimiento y valoración) se realizarán dos análisis. Elprimero de ellos interpreta la consecución de unas exigen-cias y podrá adoptarse como punto de partida para ajustarlas medidas necesarias para resolver las deficiencias encon-tradas. Sin embargo, la valoración se ha estimado conve-niente para determinar el grado de ajuste del procedimientode EvIA a los requisitos establecidos en un marco más am-plio; por ello su cumplimiento debe considerarse como unamejora sin que su omisión comprometa a adoptar ningúntipo concreto de actuaciones.

Con el fin de abordar el análisis, se debe aplicar la expre-sión matemática [1]1 a partir de la cual se estima el nivel decumplimiento o valoración de la totalidad de los indicadoreso de un determinado grupo de ellos:

(1)

‘donde:Σa es la puntuación obtenida.b es la puntuación máxima que podría obtenerse, exclu-

yendo los indicadores con categoría D ó N.c es el porcentaje total de cumplimiento o valoración.

5. ANÁLISIS DE RESULTADOS PARA LA IDAMSELECCIONADA

Mediante el empleo de [1], se obtiene que el porcentaje totalde cumplimiento de los indicadores de estudio es de 89,8%,por tanto muy elevado, y el porcentaje total de valoración esde 54,2%. A partir de estos valores es posible determinarque la aplicación del PVA en el proyecto de la IDAM selec-cionada se cumple con elevado éxito, a partir del segui-miento de las medidas preventivas, correctoras y compensa-torias incluidas en el EsIA y la DIA.

Por otro lado, en lo relativo a la valoración de las medidasobtenidas de la literatura especializada sobre evaluación am-biental de proyectos, se presenta un porcentaje aceptable (54,2%). Aunque este dato no comprometa a adoptar ningún tipoconcreto de actuaciones, sí resulta de especial interés aplicar laexpresión [1] a cada grupo de medidas con el fin de analizar losresultados con más detalle (Tabla 1).

Las medidas preventivas sobre el medio físico y el biótico asícomo las medidas correctoras sobre el medio biótico presentanlos porcentajes de valoración más bajos. Debe considerarsecomo que aún podrían aplicarse algunas medidas en estos as-pectos. Por otro lado cabe destacar que el PVA presenta unosporcentajes de cumplimiento y de valoración considerable-mente altos (92,7 y 83,3 % respectivamente), lo que indica quela asistencia técnica ambiental está actuando eficientemente.

En la Figura 8 se observa que el porcentaje de medidasincluidas en el EsIA o en la DIA que se están aplicando ade-

Σab

c∗ =100 %

G.3.4. Emisión de informes


G.3.4.a Emisión de informes con carácter quincenal durante laejecución de la obra.

Se emitirán a la Propiedad. Contenido: Resultados referidos al periodoinmediatamente anterior. Verificación del grado de ajuste del impacto real alprevisto, con el seguimiento en la evolución de la calidad del medio y lacomprobación de que no se produzcan fenómenos no contemplados en elEsIA. Valoración de la producción de efectos secundarios sobre los receptoresdel ecosistema o los recursos naturales.

G.3.4.b Emisión de informes de las actuaciones ejecutadas y unavaloración global del impacto producido.

Se emitirán a la Propiedad. Antes de la emisión del acta de recepciónprovisional de la obra.

G.3.4.c Contenido de los informes.

Propuestas y recomendaciones que se estimen necesarias. Desbroce yeliminación de la cubierta vegetal en la zona de actuación, así como larecuperación y mantenimiento de tierra vegetal. Actuaciones relativas almantenimiento de la permeabilidad territorial en carreteras y viales.Actuaciones en relación con la protección del sistema hidrológico. Actuacionesen relación con la protección de ecosistemas. Residuos procedentes delmantenimiento de la maquinaria y su gestión. Residuos derivados delfuncionamiento y mantenimiento de las instalaciones. Señalización de laszonas a proteger, estado de la misma y labores de reposición si fuesenecesario. Disposición de la vegetación implantada y labores demantenimiento. Nuevos problemas ambientales detectados y medidasadoptadas.

G.3.4.d Emisión de informes anualmente y durante 2 años a partirdel acta de recepción provisional de la obra. Se emitirán a la Propiedad.

G.3.4.e Inclusión de propuestas y recomendaciones en los informes. La propia medida.

G.3.4.f Emisión de un informe especial. Cuando se presenten circunstancias o sucesos excepcionales que impliquen undeterioro ambiental o situaciones de riesgo.

G.3.4.g Replanteamiento del PVA.

En el caso de que fuera necesario. En el plazo de 6 meses a partir de la puestaen funcionamiento de la planta desaladora. Teniendo en cuenta los datosobtenidos de evolución de la salinidad del agua del mar así como de laevolución de las praderas de P. oceanica.

(1) Expresión empleada en los Informes Trimestrales de la IDAM de estudio.



cuadamente es muy alto, por encima del 80%. Por el contra-rio, del resto de medidas recogidas en la bibliografía especia-lizada, aproximadamente un 25% se están valorando ade-cuadamente, lo que deja abierta la posibilidad de mejorar nosólo en lo que es de estricto cumplimiento el desarrollo delPVA en esta desalinizadora. Sin embargo el número de me-didas de este último grupo es muy inferior (16) al de las me-didas incluidas en el EsIA o en la DIA (118).

6. CONCLUSIONESLa valoración semicuantitativa de la aplicación de las medi-das incluidas en los PVA es útil para controlar la calidad desu aplicación. Por el contario, la valoración cualitativa me-diante colores o iconos dificulta el seguimiento de la aplica-ción de los citados Programas.

Esta valoración semicuantitativa del desarrollo del PVApermite detectar las carencias durante la ejecución del pro-yecto, de modo que la dirección ambiental en coordinacióncon la dirección de obra puedan gestionar las medidas con-venientemente. También puede facilitar la discriminación delos grupos de medidas que más se estarían descuidando, siéste fuera el caso. Por tanto, este seguimiento proporciona alresponsable de medioambiente una herramienta para reque-rir a la dirección de obra determinadas modificaciones en laaplicación de las medidas.

La selección de estas medidas variará conforme a las ca-racterísticas del proyecto de cada IDAM, si bien las que sehan seleccionado en este caso son válidas para la mayorparte de este tipo de proyectos.

La aplicación a una IDAM concreta ha permitido mostrarla viabilidad de la metodología de evaluación expuesta. Porotro lado, es factible su aplicación en sucesivas campañasdurante la ejecución y al inicio del funcionamiento, comocontrol de calidad de la aplicación del PVA.

Los resultados obtenidos en la valoración de esta IDAMson los esperados, ya que las medidas procedentes del EsIAy la DIA son de obligado cumplimiento, de modo que los res-ponsables ambientales y de obra ponen todos los mediospara alcanzar su mejor desarrollo. Sin embargo las medidasrecogidas en diferentes fuentes bibliográficas, al no ser nece-sario su cumplimiento, suponen un gasto económico difícil-mente asumible por el promotor.

7. AGRADECIMIENTOSLos autores agradecen la colaboración del personal encar-gado de la asistencia ambiental de la IDAM y de ManuelAntequera Ramos, del Centro de Estudios de Puertos y Cos-tas del CEDEX.

El presente artículo se basa en el proyecto de graduacióndel Master Oficial en Restauración de Ecosistemas de laUniversidad de Alcalá presentado por Sarah Ruiz Arriaga,titulado “Desarrollo de un método de análisis sobre la apli-cación de la Evaluación de Impacto Ambiental. El caso de laVigilancia Ambiental de una Instalación Desaladora deAgua Marina”. El proyecto fue dirigido por Manuel GarcíaSánchez-Colomer en el Centro de Estudios de Técnicas Apli-cadas, dentro del Acuerdo de Colaboración firmado entre laUniversidad de Alcalá y el CEDEX el 20 de febrero de 2006.

8. BIBLIOGRAFÍA EsIA, DIA, Informes Ordinarios e Informes Trimestraleselaborados por la asistencia técnica ambiental, incluyendo elInforme del Estado Inicial, Modificado nº 1 del Proyecto:Anejo ambiental, Memoria Descriptiva, Memoria Resumen yAddenda de la IDAM de estudio.BOE nº 23 de 26/1/2008, Pág. 4986 a 5000. Real Decreto Le-gislativo 1/2008, de 11 de enero, por el que se aprueba eltexto refundido de la Ley de Evaluación de Impacto Ambien-tal de proyectos.BOE nº 239 de 5/10/1988, Pág. 28911 a 28916. Real Decreto1131/1988, de 30 de septiembre, por el que se aprueba el Regla-mento para la ejecución del Real Decreto Legislativo 1302/1986,de 28 de junio, de Evaluación de Impacto Ambiental.Gómez Orea, D.; Gómez Villarino M. (2007). Consultoría eIngeniería Ambiental. Ed. Mundi-Prensa.Juan J. Martínez de la Vallina, Borrador abril (2007). Medioambiente, evaluación ambiental y desalinización (Guía meto-dológica para la elaboración de estudios de impacto ambien-tal de desaladoras).

Cumplimiento % Valoración %

Medidas preventivas sobre el medio físico 90,1 50,0

Medidas preventivas sobre el medio biótico 79,5 33,3

Medidas preventivas sobre aspectos socio-económicos 73,3 –

Medidas correctoras sobre el medio físico 100,0 –

Medidas correctoras sobre el medio biótico 90,5 55,6

Medidas compensatorias sobre comunidades naturales terrestres 100,0 –

Programa de Vigilancia Ambiental 92,7 83,3

TABLA 1. Porcentaje total decumplimiento y valoración

para cada uno de los gruposde medidas.

FIGURA 8. Distribución en porcentaje de cada categoría tanto encumplimiento como en valoración. Se señala también el número deindicadores utilizados en cada uno.

1 2 3 N DClases

Cumplimiento (118 indicadores) Valoración (16 indicadores)

%

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

1. INTRODUCCIÓN Los elastómeros han sido los primeros materiales macro-moleculares utilizados en la formulación de geomembranassintéticas. El caso más antiguo que se conoce de empleo deuna lámina sintética en obra hidráulica la data la Comi-sión Internacional de Grandes Presas (ICOLD) en el año1959, en el embalse de Kualapuu, en Hawai; dicha láminaestaba constituida por caucho butilo (IIR) (1). A nivel na-cional, también fueron los materiales elastoméricos los quese utilizaron inicialmente, ya que por los años sesenta seimpermeabiliza la presa de Aiguamoix (Lérida) y el azudde Matavacas (Huelva) (2-3). En España, la impermeabili-zación se fraguó en el terreno de los embalses para fines

agrícolas y el uso de materiales sintéticos se conoce desdehace varias décadas. Posiblemente, la región levantina fuela pionera en este tipo de experiencias, siendo el CEDEXquien comprobó la validez de bastantes materiales termo-estables procedentes, fundamentalmente, de la zona de Ibi(Alicante) donde se empleaba con profusión el caucho bu-tilo. Con el tiempo este elastómero ha ido dejando paso aotras láminas poliméricas, como es el caso del etileno-pro-pileno-monómero diénico (EPDM) que en ciertas propieda-des, como la resistencia al ozono, mejoraban las prestacio-nes. (4).

El CEDEX está realizando un amplio trabajo de investi-gación para la Dirección General del Agua del Ministerio deMedio Ambiente, BALTEN y el Cabildo Insular de LaPalma. Los embalses cuyo seguimiento se está llevando acabo sobrepasan el centenar. Estas investigaciones con ex-tracciones periódicas han permitido un mejor conocimientodel comportamiento a la intemperie de geomembranas dedistinta naturaleza (5-10).

Seis años de experiencia en el empleode geomembranas de etileno-propileno-

monómero diénico (EPDM) en laimpermeabilización de balsas

MANUEL BLANCO (*), ESCOLÁSTICO AGUIAR (**), JUAN CARLOS DE CEA (***), JESÚS SORIANO (*),FRANCISCA CASTILLO (*), FLORENCIO GARCÍA (*) y Mª DE LOS ÁNGELES CRESPO (*)

SIX YEARS OF EXPERIENCE IN CONNECTION WITH THE PERFORMANCE OF ETHYLENE-PROPYLENE-DIENE TERPOLYMER RUBBER (EPDM) GEOMEMBRANES USED IN WATERPROOFING RESERVOIRSABSTRACT This paper provides to show the performance of synthetic geomembranes based on ethylene-propylene-dieneterpolymer rubber (EPDM). Results after six years once applied are presented. The samples of geomembranes came fromeigth Spanish reservoirs: Bigastro, Bullas, La Casa de las Chumberas, El Boquerón, El Golfo, Los Dos Pinos, Los Pozos (LaTorrecilla) and El Saltadero (experimental field).Characteristics of ethylene-propylene-diene terpolymer rubber were evaluated: tensile properties, impact resistance, staticperforation, low temperature folding, joint strength (shear and peeling test), optic microscopy and electron microscopy“scanner”.

(*) Laboratorio Central de Estructuras y Materiales (CEDEX).(**) Balsas de Tenerife (BALTEN).(***) Dirección General del Agua. Ministerio de Medio Ambiente.

RESUMEN En este artículo se pasa revista al comportamiento de geomembranas sintéticas de tipo elastómero basadas encauchos de etileno-propileno-monómero diénico (EPDM). Se exponen los resultados alcanzados por una serie de geomem-branas instaladas en obra al cabo de los seis años de su colocación. Las muestras proceden de las balsas de Bigastro, Bullas,La Casa de las Chumberas, El Boquerón, El Golfo, Los Dos Pinos y Los Pozos (La Torrecilla); así como del campo experi-mental que dispone BALTEN y el CEDEX en el embalse de El Saltadero, al sur de la isla de Tenerife. Se presentan los resultados relativos a sus propiedades más importantes desde el punto de vista de su evolución en eltiempo y hacen referencia a resistencia a la tracción, alargamiento en rotura, esfuerzo para un alargamiento del 300%, re-sistencia al punzonamiento estático, doblado a bajas temperaturas, resistencia mecánica a la percusión, resistencia de lasoldadura tanto por tracción como por pelado, microscopia óptica de reflexión y microscopia electrónica de barrido.


Palabras clave: Impermeabilización, Geomembranas, EPDM.

En este trabajo nos referiremos únicamente a una seriede geomembranas de EPDM colocadas en embalses con losresultados obtenidos al cabo de los seis años de su instala-ción. La figura 1 presenta la balsa de El Boquerón imperme-abilizada con EPDM.

2. CAUCHO TERPOLÍMERO DE ETILENO-PROPILENO-MONÓMERO DIÉNICO

Los elastómeros se definen como aquellos materiales poli-méricos cuya elasticidad es similar a la del caucho naturaly están constituidos por macromoléculas lineales unidastransversalmente por puentes de enlace (vulcanización). Lamayoría de los elastómeros tienen un comportamiento ter-moestable, entendiéndose por este término aquellas mate-rias polímeras que por la acción del calor o catalizadoresapropiados se endurecen de forma irreversible. Descompo-nen al fundir y están formados por moléculas reticuladas.Los más utilizados en este campo son el caucho butilo, cau-cho de cloropreno (CR) y EPDM a los que habría que aña-

dir, hoy en día, las denominadas poliolefinas elastoméricas(POE).

En la actualidad el caucho terpolímero de etileno-propi-leno-monómero diénico es la geomembrana termoestablemás empleada tanto a nivel nacional como internacional. ElEPDM es un elastómero sintetizado a partir de etileno, pro-pileno y una pequeña proporción de un dieno. Sus propieda-des son semejantes a las del caucho butílo con la particulari-dad de que presenta una mayor resistencia alenvejecimiento y al ozono. Si antiguamente se usaba comodieno el monómero 1,3-butadieno, el empleo de otro tipo dedienos, en algunos casos de tipo terpénico, ha mejorado no-tablemente las prestaciones del material y lo convierten enun producto con una durabilidad muy considerable.

Aunque son muchos las balsas impermeabilizadas conEPDM y cuya evolución está llevado a cabo el CEDEX noscentraremos, únicamente, en las muestras extraídas en lasque figuran en la tabla 1, donde además se indica su ubica-ción y espesor. En la figura 2 se muestran cuatro de estasbalsas.

SEIS AÑOS DE EXPERIENCIA EN EL EMPLEO DE GEOMEMBRANAS DE ETILENO-PROPILENO-MONÓMERO DIÉNICO (EPDM) EN LA IMPERMEABILIZACIÓN DE BALSAS


FIGURA 1. Balsa de ElBoquerón impermeabilizada

con EPDM.

TABLA 1. Balsas evaluadas.

BALSA Nomenclatura Ubicación Provincia Espesor, mm

Bigastro BI Bigastro Alicante 1,20

Bullas BU Bullas Murcia 1,24

La Casa de las Chumberas CA Lorca Murcia 1,18

El Boquerón EB La Laguna Tenerife 1,51

El Golfo EG Frontera El Hierro (TF) 1,60

El Saltadero ES Granadilla Tenerife 1,16

Los Dos Pinos DP Los Llanos de Aridane La Palma (TF) 1,48

Los Pozos LP Lorca Murcia 1,21

En primer lugar, se comprobaron las características de lageomembrana inicial y que sirvieron de base para la evalua-ción posterior. A continuación, y después de su instalación serealizó un control periódico del material. La metodología ex-perimental empleada se encuentra ampliamente detallada enla bibliografía científica (11-12). Las pruebas a realizar du-rante el mencionado control periódico son las siguientes:

• Espesores.• Características de tracción.• Doblado a bajas temperaturas.• Resistencia mecánica a la percusión (Impacto dinámico).• Resistencia a la perforación (Impacto estático).

• Resistencia de la soldadura por tracción.

• Resistencia de la soldadura por pelado.

• Microscopia óptica.

• Microscopia electrónica de barrido.

3. EXPERIMENTAL

3.1. CARACTERÍSTICAS INICIALESAl determinar las propiedades iniciales de las geomembra-nas consideradas se han alcanzado los valores que figuranen las tablas 2, 3 y 4.



TABLA 2. Resistencia alpunzonamiento de las láminas

originales.

FIGURA 2. Balsas impermeabilizadas con caucho terpolímero de etileno-propileno-monómero diénico: A) Bullas (Murcia). B) Bigastro (Alicante).C) El Saltadero (Tenerife). D) Los Pozos (Murcia).

A

B C D

BALSA

Resistencia al punzonamiento, N/mm Recorrido del punzón, mm

Cara

Externa Interna Externa Interna

BI 238 239 33 33

BU 182 182 48 48

CA 209 203 39 38

EB 266 322 30 40

EG 269 280 38 34

ES 248 246 41 42

DP 200 203 38 38

LP 206 207 41 40

3.2. CARACTERÍSTICAS A LOS SEIS AÑOS DE LA INSTALACIÓN

3.2.1. Resistencia al impacto dinámico y estáticoEn general, en cuanto al impacto dinámico, todas las mues-tras extraídas al cabo de los seis años de su instalación supe-ran, la prueba de resistencia mecánica a la percusión, ya queal lanzar el percutor normalizado desde una altura de 400mm no se aprecia perforación en la zona de contacto, como secomprobó al llevar a cabo un ensayo de estanquidad una vezefectuada dicha percusión. No obstante, en alguna muestra elensayo fallaba inicialmente; los cauchos mejoran esta caracte-rística con el tiempo, hecho que se atribuye a procesos de vul-canización del material de naturaleza termoestable.

La prueba es interesante teniendo en cuenta los proble-mas que pueden presentarse durante la puesta en obra y a lolargo de su vida útil, fruto desgraciadamente del vandalismo.

Desde el punto de vista estático la prueba de perforaciónproporciona datos interesantes acerca del comportamientodel material sometido a la presión del agua y en contactocon el soporte. Una mala compactación, un lavado de talu-des, una rotura y contracción del geotextil protector u otrascausas hacen aflorar una serie de materiales pétreos quecausarían rotura en la geomembrana. La tabla 5 presenta



BALSA Resistencia a la tracción, MPa Alargamiento en rotura, % Esfuerzo para unalargamiento del 300 %, MPa

BI 10,9 425 9,2

BU 9,7 647 5,4

CA 9,8 465 7,4

EB 12,6 527 9,1

EG 10,0 553 6,3

ES 11,0 492 7,7

DP 9,6 489 6,8

LP 9,8 546 9,0

BALSAResistencia de la soldadura, N/50 mm

Por tracción A pelado

BI 343 51

BU 482 –

CA 525 –

EB – 68

EG 475 64

ES (Obra) 536 –

ES (Taller) 537 –

DP 602 24

LP 269 36

TABLA 3. Características detracción iniciales.

TABLA 4. Resistencia de las soldaduras iniciales.

TABLA 5. Resistencia alpunzonamiento a los 6 añosde la instalación.

BALSA

Resistencia al punzonamiento, N/mm Recorrido del punzón, mm

Cara

Externa Interna Externa Interna

BI 286 286 29 29

BU 263 274 38 39

CA 293 283 33 32

EB 349 333 35 32

EG 270 275 30 31

ES 317 306 36 37

DP 258 248 32 31

LP 300 292 33 32

los valores de resistencia a la perforación y recorrido del pis-tón antes del punzonamiento para las muestras de los mate-riales impermeabilizantes considerados.

3.2.2. Doblado a bajas temperaturasLas probetas de las geomembranas se sometieron a unaprueba de flexión a bajas temperaturas, para ello se doblanlas probetas sobre si mismas un ángulo de 180°, después depermanecer 5 h en una cámara frigorífica a una tempera-tura de –55°C. Luego se comprobó si aparecían síntomas deagrietamiento, roturas u otras imperfecciones superficiales.Tanto inicialmente como en el tiempo de evaluación los ma-teriales superaron las exigencias del ensayo.

Las fotografías de la figura 3 presentan dos balsas encuyo sistema impermeabilizante se empleó este tipo de ma-terial macromolecular.

3.2.3. Características de tracciónEn la tabla 6 se presentan los datos de la resistencia a latracción y el esfuerzo para una elongación del 300%, expre-sados en MPa, así como el alargamiento en rotura, en %.En la figura 4 se presenta la evolución de las característi-cas de tracción en función del tiempo para la geomembranaprocedente de la balsa de El Boquerón a los 13 años de suinstalación.



BALSA Resistencia a la tracción, MPa Alargamiento en rotura, % Esfuerzo para unalargamiento del 300 %, MPa

BI 9,6 272 —

BU 9,3 402 7,9

CA 9,9 321 9,4

EB 12,5 336 11,9

EG 10,3 358 9,1

ES 10,6 339 9,9

DP 9,9 326 9,5

LP 10,9 345 9,0

TABLA 6. Características detracción a los 6 años de la

instalación.

FIGURA 3. Geomembranas sintéticas termoestables en la impermeabilización de las balsas: A) Los Dos Pinos (Los Llanos de Aridane) y B) La Casa de lasChumberas (Lorca).

A B

FIGURA 4. Evolución de las características de tracción del caucho deEPDM procedente de la balsa de El Boquerón.

0 24 48 72 96 120 144

40

30

20

10

0

700

550

400

250

100

Tiempo, meses

Esfu

erzo

, MPa

Ala

rgam

ient

o, %

Resistencia a la tracción

Esfuerzo para alargamiento del 300%

Alargamiento en rotura

3.2.4. Resistencia de la soldaduraEn la mayoría de los casos, la resistencia de la soldadurapor tracción llevada a cabo en los materiales sintéticos haconducido a resultados correctos, rompiendo las muestrasen la zona de soldadura pero fuera de la unión entre paños.

Si bien esta prueba es adecuada para conocer el estadode la unión entre paños, se podría considerar de aspectocualitativo, por lo que se ha procedido a realizar el ensayopor el procedimiento de pelado que, a diferencia del ante-rior, se podría calificar de cuantitativo y permite la evalua-ción y comparación entre las uniones de las distintasmuestras. En la tabla 7 se muestran los resultados alcan-zados.

3.2.5. Microscopia óptica de reflexiónEn la evaluación de las geomembranas utilizadas como pan-tallas impermeables en los embalses se ha hecho uso de unmicroscopio Zeiss, utilizando luz natural y se introdujo unfiltro especial para atenuar los efectos del brillo propio delas geomembranas sintéticas. Las microfotografías se han

tomado a aumentos de (40x) y (60x) con objeto de ver sustexturas y morfología (13).

Las figuras 5 y 6 corresponden a las membranas proce-dentes de las balsas de El Saltadero y Bigastro, respectiva-mente, por su cara externa a 60 aumentos al cabo de los 72meses de su instalación. En el primero de los casos se apre-cian las huellas del tejido empleado en el proceso de vulcani-zación del elastómero.

3.2.6. Microscopia electrónica de barridoLa microscopia electrónica de barrido (SEM) o “scanner” seha realizado mediante un microscopio electrónico de barridoZeiss, modelo DSM-492, equipado con un espectrómetro dedispersión de energía de rayos X, “Link Isis Tetralink”.

Para este estudio se ha procedido al secado de las mues-tras durante un periodo de cuarenta y ocho horas. A partirdel mismo, se adhieren a un portamuestras metálico conuna solución coloidal de grafito en isopropanol al 20% hastaque se genera una capa continua semiconductora entre lamuestra, el grafito y el portamuestras. Una vez concluidoeste proceso, se recubrió el material con una capa de oro-pa-ladio, por el sistema de Sputtering, consistente en hacer va-cío a la muestra y someterla a una atmósfera de estos doselementos; a continuación se controló el espesor de la mismapara que fuera homogéneo hasta un máximo de 30 micróme-tros.

Las figuras 7 y 8 presentan el aspecto de las láminas deEPDM (x90) de las balsas de El Saltadero y Bigastro al cabode los seis años de su colocación por su cara interna. Al igualque sucedía con lo observado por microscopia óptica de refle-xión, la técnica de “scanner” presenta una especie de trama-urdimbre, aunque la geomembrana no es reforzada; este fe-nómeno como ya se mencionó es debido a las huellas quequedan del proceso de vulcanización de este caucho.

La figura 9 muestra la balsa herreña de El Golfo imper-meabilizada con este tipo de geomembrana.

4. CONCLUSIONES1. Los resultados alcanzados en las geomembranas de

EPDM antes de su colocación en el vaso de las balsas haconducido a datos que cumplían los requerimientos exigi-dos a estos materiales, a excepción del esfuerzo para unalargamiento del 300% de la lámina de Bullas. Asimismo,en algunas láminas la resistencia mecánica a la percu-sión no superaba la prueba.



BALSAResistencia de la soldadura, N/50 mm

Por tracción A pelado

BI 433 –

BU 453 –

CA 441 –

EB – 63

EG 502 60

ES (Obra) 425 –

ES (Taller) 447 –

DP 690 38

LP 453 38

TABLA 7. Resistencia de las soldaduras a los 6 años de la instalación.

FIGURA 5. Microfotografía de EPDM (x60), cara externa, del campoexperimental de El Saltadero a los 6 años de su instalación pormicroscopia óptica de reflexión.

FIGURA 6. Microfotografía de EPDM (x60), cara externa, de la balsa deBigastro a los 6 años de su instalación por microscopia óptica dereflexión.

2. Las muestras de geomembranas extraídas a lo largo delos seis años que llevan instaladas, han conducido a re-sultados correctos al efectuar la prueba de doblado a ba-jas temperaturas (–55°C), ya que no se han detectado ro-turas, agrietamientos u otros síntomas de deterioro en lazona de la flexión.

3. En cuanto a las características de tracción conviene seña-lar que la resistencia a la tracción casi no varía con eltiempo; el esfuerzo para un alargamiento del 300% se in-crementa ligeramente, a la vez que el alargamiento enrotura disminuye de forma notable.

4.- El impacto dinámico ha mejorado con el paso del tiempo,quizás debido a procesos de vulcanización. El impacto es-tático o resistencia al punzonamiento presenta unos resul-tados excelentes como se pone de manifiesto en los valoreselevados del recorrido del punzón antes de la perforación.

5. La resistencia de la soldadura tanto por el método detracción como por el procedimiento de pelado ha alcan-zado valores propios de estos materiales termoestables.Si bien los datos cuantitativos de la resistencia al pe-lado son bajos, no es menos cierto que no se ha obser-vado ningún problema en las uniones entre láminas enlas balsas evaluadas. No se han detectado grandes va-riaciones entre las uniones realizadas en fábrica conlas efectuadas en la obra, lo que sería indicativo de unacorrecta aplicación.

6. Tanto la microscopia óptica de reflexión como la electró-nica de barrido muestran un buen comportamiento en eltiempo, notándose únicamente ciertos microporos y mi-crofisuras. Estas últimas, en ciertas ocasiones pueden serdebidas a la manipulación durante el proceso de extrac-ción o del propio traslado de las mismas.



FIGURA 7. Microfotografía de EPDM (x90), cara interna, del campoexperimental de El Saltadero a los 6 años de su instalación pormicroscopia electrónica de barrido.

FIGURA 8. - Microfotografía de EPDM (x90), cara interna, de la balsa deBigastro a los 6 años de su instalación por microscopia electrónica de barrido.

FIGURA 9. Geomembrana deEPDM que forma parte del

sistema impermeabilizante delvaso de la balsa de El Golfo.

7. Es de destacar la diferencia observada microscópica-mente entre las muestras de El Saltadero y Bigastro,debidas a la distinta forma de abordar el proceso de vul-canización. La aparición de una especie de trama-ur-dimbre, caso de El Saltadero, puede llevar a error y ha-cer pensar que se trata de una lámina armada, encambio se debe a las huellas que quedan del tejido em-pleado en la mencionada vulcanización. Estas geomem-branas elastoméricas también se pueden utilizar refor-zadas como es el caso de la entrada de aguas de la balsade El Boquerón, cuyos resultados hasta el momento soncorrectos.

8. Por último, cabe señalar que el EPDM como material ter-moestable es bastante resistente a la acción de las radia-ciones solares, no obstante como todo material orgánicosufre sus consecuencias y por ello, aunque lentamente,soporta un proceso de envejecimiento.

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1. INTRODUCCIÓNLas columnas de inyecciones de alta presión, conocidas en suterminología anglosajona como “jet-grouting” es una tecnolo-gía ampliamente utilizada en el ámbito de la ingeniería geo-técnica para la mejora de las características mecánicas de losterrenos. Estas técnicas aplicadas mediante sistemas de in-yección sencillos, dobles o triples está perfectamente definidamediante la aplicación de la norma Europea EN 12716.

La gran difusión y desarrollo de estas técnicas ha dadolugar a la aparición, en los últimos años, de una modifica-ción conocida como “super jet-grouting” que permite elevar,apreciablemente, el diámetro de la columna inyectada

(hasta unos 5 metros).Al igual que la técnica de que procede, y a falta de una

normativa específica, ésta entra en el ámbito de aplicaciónde la norma EN 12716 (Ejecución..., 2001).

Esta norma, en el apartado 9 “Supervisión, ensayo y con-trol”, indica la necesidad de verificar la configuración geo-métrica, entre otras características, de las unidades inyec-tadas.

La longitud de la columna es fácilmente comprobable me-diante un sondeo, con toma de testigo o sin él, que inspec-cione toda su longitud. Otro problema es la comprobación dela dimensión transversal y su continuidad, que la propianorma reconoce como una tarea difícil. Como sistema máseficaz propone la inspección visual, lo que implicaría la ex-cavación de toda la columna, lo que es inviable económica-mente para un sistema continuo de producción y solo seríaaplicable a unas pocas columnas de ensayos previas al co-

Posibilidades de evaluación del radiode columnas de inyección mediante

las técnicas eléctricas utilizandomodelización númerica

ROZYCKI, A. (*), J. M. RUIZ FONTICIELLA (**), A. DE LA CUADRA (**), J. M. MARTÍNEZ SANTAMARÍA (**)

POSIBILITIES FOR EVALUATING THE RADIUS OF JET-GROUTING COLUMNS BY ELECTRICAL METHODSUSING NUMERICAL MODELSABSTRACT Any engineering work should contemplate a control procedure. The radius of a jet-grouting column can beevaluated employing the resistivity method. This method applied to the data obtained by a measurement array, situated inthe hole drilled in the centre of the injection column, allows to calculate the equivalent radius of a pillar with the non-regular boundaries.Reliability of such procedure was evaluated using numerical models of the resistivity distribution of several injection pi-llars. The apparent resistivities for the analysed models were generated using an analytical solution of the discussed pro-blem. Then, such obtained sections were inverse interpreted by a tomographic method.The obtained results indicate that in the studied models, the estimation errors of the interpreted radius lay within 5% range. The method can be considered as non-expensive, no-time consuming and compatible with another inspection procedures.

(*) E.T.S.I.M.M (UPM).(**) Laboratorio de Geotecnia (CEDEX).

RESUMEN La correcta ejecución de una obra de ingeniería civil debería contemplar un control de los trabajos realizados. Encaso de las columnas de inyección de gran diámetro existe la posibilidad de evaluar el radio de dicha columna empleando atal fin las técnicas de la corriente continua. Los resultados de medidas de un dispositivo situado en el sondeo perforado enel centro de la columna de inyección pueden ser interpretadas en términos del radio equivalente de dicha columna.Para evaluar la eficacia de este procedimiento se calcularon secciones de las resistividades aparentes correspondientes aun dispositivo dipolo–dipolo basándose en una solución analítica del problema. A continuación, dichas secciones fueron in-terpretadas empleando un variante de la inversión tomográfica. Los modelos analizados permiten asegurar la fiabilidaddel método empleado. Su error en la estimación de radio de una inyección es de orden de 5%. Se puede considerar que el procedimiento expuesto es un método rápido, relativamente económico, y que puede ser compa-tible con otros métodos de inspección.


Palabras clave: Radio de inyección, Columna de inyección, Método de resistividad.

mienzo de las obras (Ejecución..., 2001, 9.4.1.1).Como método alternativo, en la norma, se propone la rea-

lización de sondeos inclinados para determinar el diámetrode inyección. Este sistema puede ser útil en caso de longitu-des pequeñas y con una determinación precisa de la inclina-ción de dichos sondeos.

Sin embargo, esta misma norma, en su anexo C, contem-pla la realización de ensayos geofísicos, pero sin especificarque tipos. La norma hace mención de la determinación delas velocidades de ondas P y S para determinar los módulosdinámicos del material. Esto es posible mediante la realiza-ción de ensayos símicos de “cross-hole” que implican la per-foración de dos sondeos paralelos en un diámetro de la co-lumna.

Los métodos geofísicos aplicados desde superficie: ondassuperficiales, sísmica pasiva y tomografía eléctrica, permi-ten realizar una evaluación de la mejora global del terrenotratado, pero no solucionan el problema del control del radiode inyección debido a la fuerte disminución de la resoluciónde dichos métodos con la profundidad.

Los métodos de testificación geofísica aprovechan un son-deo realizado en el centro de la columna para determinar lalongitud, y pueden servir para determinar su continuidad,la presencia de oquedades, fracturas o para evaluar los mó-dulos elásticos del material, pero siempre en un radio pró-ximo al eje de la columna sin poder superar el valor del ra-dio de una columna de inyección de grandes dimensiones.Dichas técnicas requieren todavía una revisión metodológicapara poder determinar su uso en la inspección de las colum-nas de inyecciones

La técnica basada en las medidas de corriente continuapermite caracterizar los diámetros efectivos de una colum-nas de inyección, analizando la distribución de las resistivi-dades lateralmente , y en su distribución en vertical. Dichoprocedimiento, antes de ser aplicado en un caso real, ha sidoestudiado con modelización numéricas de distintas tipolo-gías de inyecciones.

2. BASES TEÓRICAS DE LA EVALUACIÓN DEL RADIODE LAS COLUMNAS DE INYECCIÓN EMPLEANDOEL MÉTODO DE LA CORRIENTE CONTINUA

Se asume que un cilindro de radio rc está situado en un es-pacio semi-infinito y homogéneo. La conductividad eléctricadel cilindro es σc, y del espacio restante σe. La longitud delcilindro es L. En la superficie superior del cilindro, en elcentro de su circunferencia, se sitúa el origen de las coorde-nadas cilíndricas (r, z, ϕ), con el eje z orientado hacia el inte-rior del semi-espacio. Las propiedades del semi-espacio, asídefinido, pueden ser descritas por una función dependientede r, z, y ϕ.

El resultado de “jet-grouting” es una estructura con uncontorno cilíndrico, de una superficie localmente irregularque se forma en función de la resistencia del terreno al pro-ceso de inyección. La carga eléctrica dQir de una rebanadadel cilindro, con el espesor Δz, de la superficie irregular, estádada por la siguiente formula (Szalay and Szarka, 2000):

(1)

donde: εo es la constante dieléctrica, Em representa el valormedio del campo eléctrico perpendicular localmente a cadasuperficie elemental dAir de la superficie lateral Air y k es elcontraste de conductividades definido por :

(2)

Modificando la formula (1) se obtiene:

(3)

donde dAcr corresponde a un cilindro con la superficie lateralregular.

El radio de dicha rebanada del cilindro se va a denomi-nar el radio local equivalente del cilindro (req). A esta distan-cia del centro del eje z, se acumularán las cargas eléctricascreadas por los electrodos de inyección de corriente que ori-ginarán los potenciales en los electrodos receptores.

Para analizar la relación entre un radio mecánico del ci-lindro y un radio en el sentido eléctrico del cilindro modeli-zado se puede utilizar una de las ecuaciones de Maxwell(Elctromagnetic methods ..., 1988):

(4)

De la formula (4) se deduce que para la longitud de undispositivo de medidas igual o superior que el radio mediode la columna de inyección el radio equivalente eléctrico esprácticamente igual que el radio mecánico correspondiente.Por consiguiente, una solución de la ecuación de Laplacepara el modelo discutido permite realizar la modelización di-recta y la interpretación inversa de los datos de resistividadmedidos.

Asumiendo la simetría respecto a la coordenada ϕ laecuación de Laplace:

(5)

toma la siguiente forma:

(6)

con la condición de continuidad para el potencial y la compo-nente normal de la densidad de corriente eléctrica en el lí-mite del cilindro.

La solución de la ecuación (6) para la función del poten-cial V en el eje z es la siguiente (Dakhnov, 1947):

(7)

donde ρc es la resistividad del cilindro.El término P se puede calcular de la siguiente expre-

sión:

(8)

siendo:

(9)

y

(10)

M I m K mr I mr K m I m K mr

I mr K mrm

I m K mmr m r

c e c c c

cc c

c ec

c e

c

= −( ) ( ) ( ) + ( ) ( )[ ] ( ) ( ) +

+( ) ( )

+ −( ) ( ) ( )+

ρ ρ

ρ ρ ρρ ρ

0 1 1 0 1 0

1 0 1 02

N I mr K m I m K mr K m K mr

K mr K mrm

K m K mrmr

e c c c c

e cc c

ec

c

= −( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ] ( ) ( ) +

+ −( ) ( ) ( )+

( ) ( )

ρ ρ

ρ ρ ρ

1 1 1 1 0 0

0 1 0 1

–

P N

M=

V

Ir z

P m mz dmrc

c=

∞= +

⎡⎣⎢

⎤⎦⎥∫0 2 02 2

ρπ

π ( )cos( )

∂∂

∂∂

∂∂

2

2

2

2

10V

rV

r rV

z+ + =

∇ =2 0V

EdA dQ

o=

ε

dQ kE dAir o m cr= 2ε

k c e

c e=

−+

σ σσ σ

dQ kE dAir o m ir= 2ε

POSIBILIDADES DE EVALUACIÓN DEL RADIO DE COLUMNAS DE INYECCIÓN MEDIANTE LAS TÉCNICAS ELÉCTRICAS UTILIZANDO MODELIZACIÓN NÚMERICA


donde I, K son funciones de Bessel.Las expresiones de (7) a (10) permiten calcular el poten-

cial en un electrodo de recepción generado por un electrodode inyección de la corriente eléctrica. Por consiguiente es po-sible calcular la resistividad aparente para un cilindro quese encuentra en un semiespacio infinito y homogéneo paracualquier dispositivo situado a lo largo del eje z.

La interpretación inversa puede realizarse con un mé-todo basado en las diferencias finitas o en las ecuaciones(7)–(10). Este último procedimiento se aplicará en futurascontribuciones.

La elección de las diferencias finitas como primer ins-trumento de prueba en una modelización numérica se basaen que los resultados de aplicación de la técnica de evalua-ción del radio de la columna de inyección se publicaron em-pleando los métodos de interpretación inversa tipo tomo-gráfica (Frappin et Morey, 2001; Denis et al., 2002). Sinembargo, los resultados publicados no aportan detalles so-bre la influencia que una irregularidad en la columna deinyección ejercen sobre la interpretación del radio de dichacolumna.

En la inversión tomográfica de datos, el dominio anali-zado, está divido en sub-dominios. En el modelo interpre-tado, a cada uno de ellos se le atribuye una resistividadconstante. Calculando el error entre el modelo (M) y los da-tos medidos (D), para la iteración i:

(11)

se obtiene:

(12)

donde d es la diferencia entre el modelo Mi+1 y Mi y el sím-bolo T indica la matriz transpuesta.

Teniendo en cuenta que minimizar es equivalente a:

donde J es una matriz de derivadas parciales, se obtiene:

(13)

donde μ es el coeficiente de Lagrange, I es la matriz unidady p es un vector corrector de los parámetros del modelo. Laecuación tipo (13) y su solución numérica fue publicada porprimera vez por Loke and Baker (1995).

La diferencia principal en la aplicación de la ecuación(13) al problema de la modelización eléctrica de las colum-nas de inyección consiste en la diferente definición de loscoeficientes asociados a los potenciales eléctricos que inci-den, junto con la expresión de la distancia, en la soluciónde dicha ecuación. Estos valores, en la modelización reali-zada y presentada en este texto, están elegidos de acuerdocon los procedimientos publicados por Zhao and Yedlin(1996).

3. INTERPRETACIÓN INVERSA DE LOS MODELOSNUMÉRICOS EN EL DOMINIO DE RESISTIVIDADDE LAS COLUMNAS DE INYECCIÓN

Entre los posibles modelos conceptuales de una columnade inyección se han elegido unos ejemplos muy simples,para comprobar si se obtienen los resultados correctos dela inversión de datos. Debido a la limitación impuesta so-bre la extensión del texto se presentarán solamente losmodelos interpretados, excluyendo las secciones de las re-sistividades aparentes de los datos simulados y las corres-pondientes a los modelos interpretados. Los dispositivosde medidas que tienen mejor resolución lateral, más ade-cuada al problema analizado, son las configuracionespolo–dipolo y dipolo–dipolo. Se ha elegido ésta última paralas modelizaciones efectuadas, ya que éste dispositivo nonecesita un electrodo situado a cierta distancia de la co-lumna inspeccionada, preferentemente “en infinito”. Dichaubicación del electrodo a menudo resulta muy problemá-tica en zonas urbanas o industriales debido a la resisten-cia de contacto. En los ejemplos presentados siempre seconsidera que el dispositivo de medida se encuentra den-tro de la perforación situada en el centro de la columna in-vestigada.

En la elección de las resistividades empleadas en losmodelos se han tenido en cuenta los valores medios de lasresistividades del material inyectado en mezcla con un te-rreno poroso. Indudablemente, no es posible contemplaren un breve estudio todas las posibles combinaciones quereflejan las resistividades de agua, porosidad y permeabi-lidad del subsuelo, saturación total o parcial... etc. Sinembargo, a pesar de dichas limitaciones, se considera quese puede comprobar la validez del método de interpreta-ción aplicado utilizando los modelos presentados en eltexto.

Los dos primeros modelos estudiados, que se presentanen las figuras 1 y 2, corresponden a columnas de inyección

( )J J I p J gT T+ =μ

∂

∂dd J Jd d Jg g gT T T T– +( ) = 0

e e g Jd g JdT T= ( )– ( – )

g D Mi= –



FIGURA 1. Interpretación correspondiente al modelo de una columna de inyección de 1 m de radio y relación de resistividades ρc : ρe = 10 : 1.

HVR10

Depth Iteration 6 Abs. error = 0.35%

Inverse Model Resistivity Section

Resistivity in oh.m Unit electrode spacing 1.00 m.

0.171

0.513

0.872

1.27

1.70

2.18

22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 m.

10.3 13.6 18.1 24.1 32.0 42.6 56.6 75.2

con radios de 1 m y 1,5 m, respectivamente, y con el rela-ción de resistividades de ρc : ρe = 10 : 1 (100 y 10 ohm.m),común para ambos modelos. En la Fig. 1 la distancia de 1m está señalada con una flecha. Se observa que dicho lí-mite corresponde a una resistividad con un valor interme-dio entre las resistividades verdaderas del modelo. Estadistorsión es la consecuencia de la división del medio enceldas con las dimensiones calculadas a partir de las dis-tancias entre los electrodos del dispositivo de medidas. Laresistividad límite (para un radio de 1 m) es alrededor de30 Ohm.m. Si escogiésemos dicho limite en torno a 60Ohm.m (las franjas rojas de la escala gráfica) se interpre-taría el valor de 0,95 m como el radio de la columna de in-yección. Es decir, en el peor de los casos, el error cometidosería de orden de 5%. Se observa. que se obtiene exacta-mente el mismo valor del límite para el cilindro de 1,5 mdel radio. Por consiguiente se puede considerar que, en au-sencia de los errores de medidas, la exactitud de estima-ción del radio de una columna de inyección es de orden de5% o inferior.

El siguiente modelo estudiado corresponde a una co-lumna de inyección, con cambio de radio desde 1 metrohasta 1,5 metros, de forma gradual en el intervalo de pro-fundidad comprendido entre 11 y 13 m (Fig. 3). El modelointerpretado se muestra en la figura 4. En ella se puede ob-servar que se mantienen los mismos valores de resistividadque en los casos anteriores, produciéndose el cambio del diá-metro a 12 metros de profundidad. Se observa en dicha fi-



FIGURA 2. Interpretación correspondiente al modelo de una columna de inyección de 1.5 m de radio y relación de resistividades ρc : ρe = 10 : 1.

FIGURA 4. Interpretación correspondiente al modelo de una columna de inyección con los radios variables y relación de resistividades ρc : ρe = 10 : 1.

FIGURA 3. Modelo de una columna de inyección con cambio del radio desección.

HVR15




0.171

0.513

0.872

1.27

1.70

2.18

22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 m.

10.9 14.3 18.8 24.6 32.4 42.5 55.8 73.3

HVR-M1




0.171

0.513

0.872

1.27

1.70

2.18

22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 m.

9.55 12.8 17.2 23.0 30.9 41.4 55.5 74.4

0.0 0.5 1.0 1.5

0

4

8

12

16

20

24

Radio m

Prof

undi

dad

m

gura que incluso el cambio gradual del radio en forma derampa se refleja en las resistividades correspondientes a lacolumna de inyección.

La imagen de la figura 5 corresponde a un modelo simi-lar al anterior, pero con una modificación en la relación deresistividades que ha sido reducida a 2:1. Ambos ejemplosindican la fiabilidad del proceso de interpretación aplicadoa una columna con el diámetro variable por tramos.

Para estudiar la respuesta de la interpretación de mode-los cilíndricos, en relación con el concepto del radio equiva-lente definido anteriormente, se eliminó un sector del áreade la columna de inyección del modelo. Con este análisis sepretende realizar una aproximación a la respuesta que da-ría una columna de inyección en un terreno isótropo queprovoque direcciones preferentes de inyección. Con este finse simularon numéricamente las resistividades aparentespara los modelos presentados en las figuras 6, 8 y 10. Se ob-serva que en cada uno de dichos modelos se elimina sucesi-vamente un sector de 90° con la consiguiente disminucióndel radio de 1,5 m a 1 m. El radio equivalente teórico, calcu-lado como una media de la superficie de la columna de in-yección, disminuye desde el valor de 1,375 m para el mo-delo presentado en la Fig. 6 a 1,125 m en el caso del modelode la Fig. 10. En los modelos interpretados que se muestranen las figuras 7, 9 y 10 se observa una disminución progre-siva del radio equivalente de acuerdo con las magnitudesteóricas. Estos resultados confirman la utilidad del método



FIGURA 5. Interpretación correspondiente al modelo de una columna de inyección con los radios variables y la relación de resistividades ρc : ρe = 2 : 1.

FIGURA 7. Interpretación correspondiente al modelo de la figura anterior, la relación de resistividades es ρc : ρe = 10 : 1.

FIGURA 6. Modelo con radio mayor de 1.5 m, radio menor de 1m, lalínea discontinua indica la sección del cilindro teórico equivalente, la cruzmarca el centro del cilindro de inyección.

HVR-M2




0.171

0.513

0.872

1.27

1.70

2.18

22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 m.

10.0 10.9 12.0 13.1 14.3 15.6 17.0 18.6

HVR-1




0.171

0.513

0.872

1.27

1.70

2.18

22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 m.

11.0 14.4 18.9 24.7 32.4 42.5 55.6 72.9

de interpretación aplicado y el concepto del radio equiva-lente en casos de columnas de inyección con alta anisotropíalateral.

4. CONCLUSIONESDel estudio realizado sobre los modelos numéricos se puedenextraer las siguientes conclusiones:

– Aproximadamente por cada disminución de un 14% desección, la longitud del radio equivalente disminuye enun 8 %.

– El margen de error de estimación para el radio, sepuede evaluar un 5 %.

– Este error puede ser más grande con el aumento delradio de inyección y con la heterogeneidad de la inyec-ción.

– El método analizado es un método rápido, relativa-mente económico, y que puede ser compatible con otrosmétodos de inspección.

– Es recomendable realizar un estudio de resistividad enel terreno sin tratar, para mejorar la fiabilidad de laestimación del radio de una columna de inyección.





FIGURA 9. Interpretación correspondiente al modelo de la figura anterior con la relación de resistividades ρc : ρe = 10 : 1.

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HVR-2




0.171

0.513

0.872

1.27

1.70

2.18

22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 m.

11.0 14.4 18.9 24.8 32.6 42.8 56.2 73.4

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FIGURA 11. Interpretación correspondiente al modelo de la figura anterior con la relación de resistividades ρc : ρe = 10 : 1.

HVR-3




0.171

0.513

0.872

1.27

1.70

2.18

22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 m.

11.1 14.6 19.1 25.1 32.9 43.1 56.5 74.0

1. INTRODUCCIÓNCuando se pretende investigar, indagar y averiguar cómoera el sistema que tenían los romanos para orientarse en elmar, nos encontramos con barreras, a veces infranqueables,que ya expresé en mi tesis doctoral (Peña, 2005): Donde laincredulidad de la historia “oficial”que en España negabasistemáticamente una navegación de altura en el periodoantiguo romano, sabiendo y no negando que el tráfico demercancías por mar en aquella época era del 80% del totaltransportado, muy similar al actual; hasta la falta de datos,tanto arqueológicos como documentales. Gracias a Dios, enla actualidad han ido apareciendo expertos que, no sin difi-cultad, han echado por tierra esos mitos y han puesto a laluz un verdadero sistema de señalización marítima del quehoy en día se conoce muy poco; pero que estudios como losde Sánchez Terry (1991) y Peña (2005) van poniendo las ba-ses de cada vez un más amplio conocimiento y sensibilidadsobre el tema.

Pero si, en general, es muy complicado y con múltiplesescollos el conocimiento de los sistemas de señalización ma-rítima, formada por una red de faros puestos de forma siste-mática y sincronizada a lo largo de la costa que ayudaba a lanavegación en todo tiempo, de día y de noche (Peña et al,2002). Si nos centramos en Galicia y sus costas, a las dificul-tades generales se suma una mitología muy arraigada queen ocasiones concuerda con la realidad que fue; pero que enotras esa realidad primitiva se ha retorcido tanto en sutransmisión a lo largo del tiempo, trastocándose de talforma que más que dar pistas, lo que hace es despistar,cuando no poner barreras. Es comprensible que algunas rea-

lidades que se ponen de manifiesto en las diversas investi-gaciones chocan con la tradición, a veces indiscutiblementelocal, que nos han enseñado tan machaconamente a lo largodel tiempo que es muy difícil de asimilar que solamente sonmitos fuera de la realidad primitiva.

Hace ya dos meses y medio atrás, en mayo de 2008, es-taba e Bilbao en un congreso sobre Ordenación del Territo-rio y Medio Ambiente, y en uno de los descansos saludé alpresidente de mi tribunal de tesis, Miguel Aguiló. Despuésde los saludos de rigor, él me preguntó: ¿Cuándo acabas latesis?. Claro, así de sopetón me pareció que desvariaba; peropasada la primera impresión, comprendí y entendí toda lafrase en su amplio contexto, y aunque ya doctor: los que nosdedicamos a estas artes de investigar y averiguar, nuncaacabamos nuestras tesis. Este trabajo espero que sea unbuen ejemplo de ello que me ha llevado desde que era pe-queño y jugar a los romanos, hasta ser algo mayor e indagarsobre la ingeniería romana.

En las siguientes líneas, ampliando los datos de mi tesis,voy a describir cómo funcionaba básicamente la red de farosromanos en las costas gallegas; las fuentes que se tiene paraaveriguar su posición, la situación que con certeza tenemosde algunos faros romanos y finalmente la situación hipoté-tica del resto de los faros romanos que componían todo elsistema de señalización marítima romana en Galicia. A estadescripción se añade la explicación de algunos hallazgos ro-manos, formados especialmente por la Torre de San Sadur-niño en Cambados y las Torres del Oeste en Catoira.

A continuación dedicaré algunas líneas para indicarquien o quienes, cómo y cuando desarrollaron este sistemade señalización a lo largo de las costas gallegas. Finalmente,acabaré describiendo uno de los faros que componían estared de señalización marina romana: el faro de La Lanzada,a caballo entre El Grove y Portonovo, que frente a él en unparaje precioso he comenzado a escribir estas líneas que he

Red de faros en Galicia duranteel imperio romano

JOSÉ MANUEL DE LA PEÑA OLIVAS (*)

NETWORK OF LIGHTHOUSES IN GALICIA DURING THE ROMAN EMPIREABSTRACT In this article I present the last advances that I have realised of the knowledge than it could be the network ofmarine signalling in the Galician coasts that the Romans realised, to that belong as emblematic lighthouses as the Tower ofHercules or the one of the La Lanzada. In addition inside in the origin to this network of signalling of aid to navigation,and finally I show the reconstruction that of the light of the La Lanzada I have done.

(*) Doctor Ingeniero de Caminos Canales y Puertos. Director del Pro-grama de Dinámica Litoral del Centro de Estudios de Puertos y Costas delCEDEX, Ministerio de Fomento. Antonio López 81 - 28026 Madrid.

RESUMEN En este articulo presento los últimos avances que he realizado del conocimiento de lo que pudo ser la red de seña-lización marina en las costas gallegas que realizaron los romanos, a la que pertenecen faros tan emblemáticos como la Torrede Hércules o la de La Lanzada. Además adentro en el origen de esta red de señalización de ayuda a la navegación, y final-mente muestro la reconstrucción que del faro de La Lanzada he hecho.


Palabras clave: Faros antiguos, Señales marítimas.

finalizado en Carballiño, junto a estos bosques preciososjunto al río Arenteiro, esperando que sea capaz de transmi-tir todas las averiguaciones que he hecho y que me fluyencontinuamente por la cabeza.

Este trabajo, está dedicado y dirigido a todos los gallegos,para que sepan que más que una preciosa Torre de Hérculestienen todavía restos aún más impresionantes: toda una redde faros construida hace más de 2000 años para facilitar eltránsito marítimo por estas costas tan bonitas y peligrosasde atravesar. Porque, como he puesto de manifiesto variasveces: una Torre de Hércules es más o menos complicado dehacer, pero su construcción no entraña ni entrañaba nin-guna dificultad ni admiración técnica especial; lo realmentemaravilloso y digno de admiración es que alguien hace másde veinte siglos haya venido a estas costas, las estudió, dise-ñase y tomase la decisión de construir todo un conjunto defaros que respondiesen a las exigencias técnicas como sondistancias que podían abarcar según su posición y altura ydirigiesen con cierta exactitud las rutas marítimas más opti-mas, indicando en todo momento su posición y distancia a lacosta: eso sí que es impresionante y de lo que debemos tenerel orgullo que aún quedan sus restos.

2. RED DE FAROS ROMANOS EN GALICIA

Existen básicamente dos vías confluentes para averiguar cómoestaba formada la red de faros que circundaban las costas ga-llegas durante el imperio romano: La primera de ellas es anali-zar desde el mar las direcciones que debían llevar los barcos ycómo sus pilotos se iban informando de su posición relativa atierra. La segunda sería el localizar, datar y reconstruir esosfaros en tierra, solamente usando los datos que proporcionanlas diferentes fuentes clásicas de la investigación histórica, quefue la vía que usé en mi tesis doctoral para analizar esta red defaros y reconstruir algunos de ellos, la Torre de Hércules y elfaro de la península del Morrazo, en Donón (Peña, 2005).

Los barcos navegaban por segmentos, o tramos, de rum-bos constantes a lo largo de la costa, más o menos siguiendola dirección media del litoral, necesitando alguna señal o re-ferencia para seguir el rumbo elegido y otro para el cambiode rumbo. Para atravesar de sur a norte las costas gallegashasta internarse en el mar Cantábrico tenían que seguirsiete rumbos diferentes, que de sur a norte serían:

I (S–N); II (SSE–NO); III (S–N); IV (SO–NE);V (O–E); VI (NO–SE); VII (O–E)

RED DE FAROS EN GALICIA DURANTE EL IMPERIO ROMANO


FIGURA 1. Red de faros en lascostas gallegas durante elimperio romano.

Pto deBares

Monte Facho (312m)

Catoira (Torres del Oeste)

Cambados (San Sadurniño)Facho

Alto do Facho

La Lanzada

Donón

Santa Tecla (Monte Facho)

Faro romano conocidoAtalaya (Texeira, 1634)Ermita (Texeira, 1634)Baliza de posición de la Base Naval romana del NorteBase naval romana en el NorteHipotético faro romano

La Coruña (Torre de H

ércules)

CaboFisterra

(Monte Facho)

En cada uno de los tramos, con rumbo constante, se nece-sitaba al menos dos puntos de referencia para seguirlo y po-der medir la distancia que existía entre la embarcación y lacosta. Además debían que tener puntos de referencia al co-mienzo y final del tramo para poder modificar el rumbo.Para medir la distancia que iba navegando a la costa, espe-cialmente de noche y con mal tiempo, el piloto podía usaruna dioptra de doble canuto de medición de distancias (Poli-bio, X, 13), reconstruida por Peña (2008), o una simple ba-llestilla (Peña, 2008); pero para ello debían conocer la dis-tancia, al menos a “grosso modo”, entre faros lo queobligaría a ponerlo a distancias fijas múltiplo entre ellas o aque en sus cartas de navegación apareciese esta distancia.La referencia o señal que indicaba el final del tramo y la ne-cesidad de cambio de rumbo era sencilla de realizar: Los fa-ros tenían dos ventanillas mirando al mar en la misma di-rección que servían para el envío de señales y mensajes a losbarcos (Peña, 2005); pero también para tener constante-mente puestos dos faroles interiores, cuando se encontrabael barco frente a ellos se apreciaba nítidamente dos focos yla máxima intensidad de luz del faro, era entonces cuandose cambiaba de rumbo, tomando la siguiente dirección queseñalaba la carta de navegación.

Si ahora se supone un barco romano navegando rumbosur norte en la costa atlántica, en el primero de los tramosconsiderados, el primero de los faros que se encontraba era

el supuesto existente en el actualmente conocido comoMonte Facho junto al Monte de Santa Tecla en La Guardiaen la desembocadura del río Miño, donde entonces existíaun pequeño embarcadero según relata Estrabón (III, 3, 4):“... El Benis, que sigue después (otros lo llaman Minio), escon mucho el mayor de los ríos de Lusitania, navegable asímismo un tramo de ochocientos estadios. Dice Posidonio quetambién éste viene de territorio cántabro. Delante de su de-sembocadura hay una isla y dos diques con fondeaderos... “.Este faro romano del Monte Facho se representa en el planode Texeira de 1634 correspondiente a “Barra y puerto de Ca-miña”; dibujado en amarillo con la misma forma que tiene elfaro de Donón, reconstruido por Peña (2005).

Siguiendo rumbo hacia el norte, es probable que existieraotro faro en el entorno del actual cabo Silleiro o, más proba-ble, donde se encuentra la actual fortaleza de Bayona, aun-que no existe en la actualidad dato alguno que corroboreesta hipótesis.

En este punto podía optar por seguir la costa entre las is-las Cies e isla de Ons y tierra firme o seguir por alta mar.Para ambos casos situaron estratégicamente dos faros, per-fectamente identificados y estudiados: El faro de Donón enla península del Morrazo y el faro de la Lanzada en la pe-nínsula de la Lanzada. El primero de ellos responde al pro-totipo de luminaria romana, similar al que se supone estuvoen el Monte Facho en la desembocadura del río Miño y del



FIGURA 2. A: Dioptra romana de dos canutillos (Peña, 2008). B: Ballestilla romana.

A B

FIGURA 3. Esquema defuncionamiento del sistema deseñalización marina romana.

D

L

d

IL = D –––

d

I

que se han hallado representaciones de faros similares: Unoen un grabado de 1835 de Ferdinand Stademann, correspon-diente a un faro en Atenas; y otro en un mosaico de la Plazade las Corporaciones de Ostia. Habiendo estudiado y recons-truido el faro de Donón en mi tesis (Peña, 2005).

El segundo de los faros, de La Lanzada, cuya reconstruc-ción se presenta en un apartado posterior, tiene unas carac-terísticas muy importantes que han dado mucha informa-ción, en especial la orientación y situación de la Torre;perfectamente orientada hacia la ruta que debía vigilar, diri-giendo las caras, aproximadamente, a cada una de los pun-tos cardinales enfrentando el frente de la torre hacia eloeste. Además, es probable que en ese frente estuvieran si-tuados los dos focos interiores auxiliares que indicaban elcambio de orientación del rumbo a seguir, de ahí su exactaposición de las caras respecto de la costa, lo que hace dejaral aire parte del cuerpo del faro y que debía situarse en unpunto donde el oleaje fuese lo menor posible. Todo ello indicaque existían dos tipos de faros costeros en el periodo ro-mano: Uno de indicación de rumbo y señalización, y otrofaro que además de ello señalaba el cambio de rumbo quedebían realizar los barcos, como el faro de La Lanzada.



FIGURA 4. Monte Facho juntoal Monte de Santa Tecla en ladesembocadura del río Miño.

FIGURA 5. Dibujo de lo que pudo ser el faro del Monta Facho en ladesembocadura del río Miño.

FIGURA 6. Tipo uniformizado de faro romano hallados en: Donón, Atenas y un mosaico de la plaza de las Corporaciones de Ostia (Fotos: 1) Peña;2) Grabado de 1835 de Ferdinand Stademann 3) Ostia-Antica.org).



FIGURA 7. Sección de la reconstruccióndel faro de Donón en la península del

Morrazo (Peña, 2005).

FIGURA 8. Restos del faro romano deLa Lanzada.

0.81

0.11

0.25

0.30

0.95 3.45

5.35

0.20

0.30

6.53

8.98

2.45

4.43

Una vez que el barco alcanzaba a ver las dos señales níti-damente, los dos faroles encendidos interiormente en dosventanucos a la misma altura, la misma cara frente al mary lo más separados posible, viraba a rumbo SSE-NNO, de-biendo ver en esa dirección dos nuevos faros de identifica-ción. De ambos no se tienen datos a ciencia cierta, sola-mente existen referencias de un posible faro en el cabo deFisterra gracias a la referencia que de él hace DomenicoLaffi en 1670 (Insua, 2003); (Peña, 2005):

“… En el Monte Facho de Fisterra hay una torre y estáhecha para encender fuego en su parte alta. Está aquíporque, de todas las naciones que navegan por el Océano,todos pasan a conocer este cabo Fisterra y muchas vecesdesembarcan en la villa provocando muchos daños. Conel fuego de dicha torre se hacen señales a las villas veci-nas, las cuales sucesivamente de unas a otras se pasan elaviso de peligro por lo que en una todo el Reino de Gali-cia está sobreaviso y acuden armados hacia aquél cabopara defenderlo… “En el plano de Texeira de 1634, en el cabo Fisterra o Finis-

terre, solamente aparece una ermita como indicio de un posi-ble faro antiguo, pidiendo haber existido en la proximidad deésta el faro, como sucede con La Lanzada. Pero al sur deltramo debió existir otro faro que no se conoce su ubicación aciencia cierta y con exactitud; si bien debió estar situado en elcabo Corrubedo, donde en el plano de Texeira de 1934 apareceuna atalaya costera con el nombre de “Atalaya de Carquedo”.

Otro punto controvertido es la existencia de la Torre deSan Sadurniño en Cambados, cuya planta es medieval, perocon un más que probable origen romano (Sánchez Terry,1991; Peña, 2005), y las Torres del Oeste en Catoira cerca deVillagarcía de Arosa. Identificadas ambas como faros roma-nos por Sánchez Terry (1991) y la primera de ellas, Torre deSan Sadurniño, admitida también por Peña (2005); aunqueno parece que ninguna de ellas fuese faro costero: Ambas es-taban ligadas entre sí; siendo la primera de ellas, Torre deSan Sadurniño, una baliza de aproximación y vigilancia dela ría y de las Torres del Oeste que, como indiqué en mi tesis(Peña, 2005) sería el puerto base de la armada romana delAtlántico. Su situación al fondo de la ría la hacen descarta-ble a ser un faro, así como las siete torres, con restos roma-nos en cinco de ellas, situadas en una isla que guarnecíauna dársena o embarcadero natural.

El faro de Fisterra tuvo que ser costero de cambio derumbo, con dos faroles, ya que a partir de él, el barco debía



FIGURA 9. Torre de San Sadurniño en Cambados, medieval, pero conorigen romano.

FIGURA 11. Entrada del conjunto militar de las Torres del Oeste enCatoira, de difícil acceso ya que daba a una marisma.

FIGURA 10. A: Situación de las Torres del Oeste en Catoira, base navalromana del norte. B: Plano esquemático de las Torres del Oeste enCatoira, base naval romana del norte.

A

B

Torres del Oeste

Ria de Arosa

virar y tomar rumbo S-N. Si el faro servía, como se supone,para indicar el nuevo rumbo, debió estar situado abierto aambas direcciones. Para este nuevo rumbo no se conoce ubi-cación del faro más al norte; no se han hallado restos, ni lacartografía antigua da atalaya o ermita alguna que indiqueuna situación aproximada, si bien debió estar algo más alnorte de Camariña, y tuvo que ser un faro costero de cambio

de rumbo, ya que a partir de él los barcos debían tomar elnuevo rumbo de SO-NE.

Navegando con este rumbo SO-NO se atravesaba la conca-vidad donde se hallan las rías de La Coruña y Ferrol. Dadaesta concavidad, un barco solamente necesitaba, aparte delfaro de señalización de inicio del tramo y cambio de rumbo,que se ha supuesto en el entorno de Camariña, otro faro en lamitad del tramo; pero éste debía tener un gran alcance paraabarcar toda la concavidad, desde algo después del cabo Vilán,dependiendo claro está de la distancia a la costa que navegase.El lugar elegido fue casi el punto medio del tramo en el ex-tremo de la concavidad, esto es en La Coruña. Pero la alturarequerida sobre el mar era importante, construyéndose la lla-mada Torre de Hércules, por su parecido con la verdadera to-rre de Hércules que se encontraba en Cádiz, en Cortadura(Peña, 2005). El aspecto de la imponente Torre actual, obra deEustaquio Giannini, finalizada en 1790, no tiene mucho pare-cido con la que diseñaron los técnicos romanos. Cuando Ma-nuel Navacerrada inspeccionó el faro dando en su informe alMarqués de Floridablanca consejo de su reconstrucción, lo queél vio, lo mismo que hizo Texeira en 1634, y el Beato de Burgode Osma en 1086, fue el cuerpo central de la torre ya que elresto exterior del faro se había utilizado como cantera, tenién-dose que prohibir tal uso por miedo al desplome total. En rea-lidad, la reconstrucción del faro de La Coruña que mostré enmi tesis (Peña, 2005) se presenta el faro como una tipología ro-mana de faro común; similar a la que tuvo el puerto de Clau-dio en Roma, la de Centum Cellae, o la de Cádiz: Formada porel cuerpo central que ha permanecido, sobre el que se situaríala luminaria de espejo cóncavo, similar al faro de Donón o elsupuesto del Monte Facho en La Guardia. Adosado al cuerpocentral había otro cuerpo, algo más bajo que sostenía la esca-lera, y alrededor de éste otro cuerpo más bajo que actuaba amodo de contrafuerte de los cuerpos precedentes. Con esta es-tructura, el faro de La Coruña alcanzó una altura de 46 me-tros, que sumados a la altura donde se encontraba asentadoque estaba en torno a 57 metros, sumaba una altura sobre elnivel del mar de 103 metros.

Por tanto, para toda la concavidad donde se sitúan lasrías altas, solamente bastó construir un faro, eso sí, muy ro-busto y de gran altura para que abarcase desde Malpicahasta el cabo Pior; si bien éste no era un faro de cambio dedirección. En el extremo norte de este tramo debió existir, al



FIGURA 12. Torre del Oeste que vigilaban la bocana de entrada a ladársena interior del recinto. FIGURA 14. Torre de Hércules según el Beato de Burgo de Osma de 1086.

FIGURA 13. Estado actual de la Torre de Hércules en La Coruña.(foto: José Losada).

menos, un faro más que tuvo que estar situado en el entornode Cariño, aunque el plano de Texeira (1634) muestra enCedeira una atalaya que pudo tener como origen un faro enaquel tiempo. También pudiera suponerse que este tramo sehubiera prolongado hasta la Punta de Estaca de Bares quealargase la trayectoria de este rumbo; si bien contra esta hi-pótesis hay que argumentar dos hechos: 1) Que según Maci-ñeira (1947), él no encontró nada en el entorno que pudieraparecerse a un faro, habiéndolo buscado afanosamente, y 2)Un barco con este rumbo no vería la señal del faro hasta lle-gar a las cercanías del cabo Ortegal, en Cariño. Es por tanto,más lógica la suposición de un faro costero en el entorno deCariño, donde en San Andrés de Teixidó aparece una marcaen el plano general de Galicia de Texeira (1634), y no en Ba-res, que solamente tendría una baliza en su dique o en el en-

torno del puerto tantésico o pretartésico, posteriormente re-lanzado en el periodo romano con fábrica de salazones y pes-cado, conocido anteriormente como puerto de los Artaboi(Maciñeira, 1947; Prada et al., 1999).

El rumbo dictado por el faro costero supuestamente exis-tente en el entorno de Cariño era el O–E y la siguiente refe-rencia costera, aparte de la Punta de Estaca de Bares, debióestar situada en el entorno de la punta de Rocadoira, en elextremo de la ría de Vivero, donde el barco debía tomarrumbo NO-SE, hasta alcanzar la costa frente a San Pedro deBenquerencia, en cuyo entorno debió existir otro faro costerode cambio de rumbo a O-E e internarse en las aguas de laAsturias actual.

Resulta curioso que de un total de al menos 13 faros quedebieron existir en esta red de señalización marina descrita,solamente queden en pie tres; y de ellos únicamente dos: LaLanzada y Torre de Hércules en La Coruña estén plenamenteadmitidos como faros romanos, y el tercero conocido como el“Facho”, siendo probablemente el único ejemplar que quedecon la cúpula de su luminaria casi intacta (Peña, 2005) y queera igual a la que poseían los faros romanos de esa época, en-tre ellos el de la Torre de Hércules bien dibujado por el Beatode Burgo de Osma (1086), y que se presenta a ojos del granpúblico como ermita del siglo XVII, reconstruida y demos-trada su romanizad junto a la reconstrucción del faro de LaCoruña e identificado el origen de su nombre “Torre de Hércu-les” por Peña (2005), pudiéndose aplicar el dicho que “no seconoce lo que no se quiere saber”.

De los tres faros romanos conocidos de la red de faros ro-manos en Galicia; dos de ellos los reconstruí en mi tesis de2005, y en este trabajo presento la reconstrucción del tercero:el faro de La Lanzada que me estuvo mirando bañar de pe-queño y ha esperado algunos años a que me viera de nuevozambullirme en sus aguas, y entre baño y baño le observaracon curiosidad su esqueleto para dar forma de lo que fue ensu pasado. Pero antes de describir esta reconstrucción, megustaría reflexionar y hablar de su origen, las personas que lohicieron posible y cómo ellos se han diluido en las páginas dela historia; dejando solamente unas frases aquí y allá que in-dividualmente no significan casi nada, pero en conjunto danuna grandeza mayor que la historia antigua nos ha legado yque ha gustado más de describir guerras que logros humanos.



FIGURA 16. Puerto de Bares.

FIGURA 15. Aspecto de la Torre de Hércules en su estado primitivo.

3. ORIGEN DE LA RED DE FAROS ROMANOS GALLEGOS

Cuando estudiamos Historia, nos enseñaron cómo Augusto,en su afán por unificar la península Ibérica y pacificar su Im-perio comenzó las guerras Cántabras; llegando a Tarragona yconquistando el resto del territorio patrio, que parece, le que-daba por tomar. Pero el fin que nos han enseñado de estasguerras es una invención posterior ¿Porqué tenía que poseertoda la península Ibérica y no Gran Bretaña, la penínsulaBalcánica o Asia Menor?, cuando como dice Estrabón (III, 1,2): “... La región septentrional es muy fría; por ser acciden-tada y por estar al lado del mar se halla privada de relacionesy comunicaciones con las demás tierras, hasta el punto de serinhabitable por su miseria...”. Esta pregunta es fácil de res-ponder: el norte peninsular era una ruta estratégica para co-nectar marítimamente el Atlántico Norte: Gran Bretaña, laGalia y Germania, con el mar Mediterráneo.

Históricamente esta ruta la explotaban los tartésicos y sussucesores los turdetanos y gaditanos; pero las rutas eran inse-guras y la cantidad de materia prima que requería el imperiopasaba por incrementar, potenciar y hacer más segura estaruta. Los primeros intentos proceden de Julio César en suetapa como pretor de la Hispania Ulterior, Entonces recorrelas costas del norte del río Duero, probablemente buscandopuntos estratégicos; llegando a Brigantia, La Coruña, comoasí nos lo cuenta Dión Casio (XXXVII, 53, 4): “... A continua-ción marchó por mar a Brigancio una ciudad de Galicia cuyoshabitantes (que nunca habían visto una escuadra) se sometie-ron llenos de temor ante la agitación producida en las aguaspor la llegada de los barcos...”. Las Guerras Civiles y la nece-sidad de dominio de la costa pararon durante algún tiempolas campañas, hasta que Agrippa y Augusto toman el poderen Roma. Para acortar el trayecto desde el Atlántico hasta elMediterráneo, Agrippa hace construir en la península Ibéricala vía que unía Oiasso (Oyarzum) hasta Caesaraugusta, quefunda en el 27 a.C., según se refleja en las monedas conme-morativas de la fundación de la ciudad emitidas durante elgobierno de Caligula, su nieto. Pero esta solución de ruta deconexión entre los dos mares tenía muy poca capacidad demaniobra, y probablemente solamente estuvo en uso efectivohasta que se abrió la ruta marítima del norte peninsular.

La llegada de Augusto y Agrippa a Hispania tenia variasfinalidades, no siendo la más importante la sumisión y con-quista de los pueblos del norte peninsular que lo considera-ban “...inhabitable por su miseria...” (Estrabón, III, 1, 2). Enprimer lugar, Hispania había sido un gran feudo pompeyano,con una sociedad altamente romanizada y con un importantepeso en la política y economía romana; por lo que había queordenarla administrativamente dentro del contexto de lanueva división creada, provincias senatoriales o del pueblo yprovincias imperiales y asegurarse una ciudadanía compro-metida con el nuevo orden instaurado. Pero, además debíanasegurarse del control de las costas hispanas para abrir altráfico marítimo el océano Septentrional, mar Cantábrico,como lo indica Plinio (II, 167): “... El océano Septentrional fuesurcado en su mayor parte por iniciativa del divino Au-gusto...”. Finalmente, el precio de la política emprendida porAugusto y diseñada por Agripa requería de grandes inversio-nes por lo que había que buscar nuevas fuentes de financia-ción y éstas se encontraban en gran parte en la zona norte,rica en metales como hierro y oro. Estas tres razones fueronlas determinantes de emprender las guerras Cántabras, parala que desplazaron un gran ejercito formado por las legionesIV “Macedónica”, VI “Victrix” y X “Gémina”, a las que proba-blemente se les uniría la legión V “Alaudae”. Estas tres pri-meras se hallan en multitud de inscripciones de la época,

como la moneda conmemorativa de la fundación de CaesarAugusta, Zaragoza, por las legiones IV, VI y X.

El primero de los actos administrativos emprendido enHispania fue, tomado seguramente tras los datos que apor-taba el Orbis Pictus con sus “comentarii” no finalizado enaquel momento. De las dos provincias, Citerior y Ulterior, laúltima y más romanizada fue dividida en dos; desgajando to-das aquellas zonas poco romanizadas y que necesitaban serintervenidas especialmente en el campo de las obras públicasy las riquezas auríferas del río Tagus, Tajo, leyéndose en Pli-nio (III, 6): “... La Ulterior se divide en dos provincias en elsentido de la longitud ya que por el costado septentrional dela Bética se extiende la Lusitania, separada de ella por el ríoGuadiana...”. Resulta curioso cómo la delimitación costera enel sur, desembocadura del río Anas, Guadiana, coincide con ellímite de atalayas o faros detectado por de la Peña (2005) enel sur de la península Ibérica, faro de Castro Marim en Portu-gal, límite de la expansión cartaginesa en la Península. Ha-ciendo patente que desde ese punto de la costa hasta el límitesuperior en Oiasso, Oyarzum, necesitaron de una interven-ción en materia de obras públicas para desarrollar todo unsistema de vigilancia y ayuda a la navegación a lo largo de lascostas atlánticas hispánicas, que había comenzado ya JulioCésar en su etapa de gobernador de la Ulterior, no teniendoningún sentido estas conquistas de puntos determinados de lacosta si no es para en control de la costa y la navegación. Eneste contexto tendría que situarse el origen del faro de La Co-ruña, o Torre de Hércules, en la etapa julia o más probable-mente con Augusto y Agripa en Hispania, aunque segura-mente reparado y reformado en la época de Trajano.

A finales del año 19 aC Agrippa marcha a Hispania. Su en-trada según los historiadores tuvo un motivo fundamental: so-focar las revueltas de los cántabros; la campaña fue rápida ycruenta, como así lo atestiguan los historiadores como Estra-bón, contemporáneo de Agrippa, Dión Casio o Floro, magnífi-camente recopilado este episodio por nuestro gran AntonioGarcía y Bellido (1967) que traduciendo a Dión Casio escribe:“... Los cántabros cautivados en las guerras y vendidos comoesclavos asesinaron a sus dueños y se volvieron a sus casas.Otros se pusieron de acuerdo y tomando y fortificando unasposiciones, se dispusieron en ellas para asaltar las guarnicio-nes romanas. Al partir Agrippa contra ellos tuvo también algoque hacer con sus propios soldados, pues muchos, envejecidosy agotados por la duración de esta guerra, tenían ya a los cán-tabros como gente dificilísima de vencer, y no obedecían las ór-denes de su general...” y sigue de su cosecha: “... He aquí unepisodio final, el famoso del Mons Medullius...”, e indica en lanota que acompaña a ese monte: “... Se cree que es el MonteSan Julián, cerca de Tuy y de la desembocadura del Miño. Laopinión tradicional en nuestros historiadores es que estabanpor los Picos de Europa, pero había que situarse a orillas delMiño si fuésemos a creer a Orosius, que era nacido en la re-gión, sin embargo, precisamente hace sospechosa esta afirma-ción. El problema no está resuelto...”. La lógica y practicidadde Agrippa parecen más naturales a pensar que esos hechos seprodujeron más en las zonas donde lo sitúa Orosio, a orillasdel río Miño cerca de su desembocadura que en la montaña delos Picos de Europa, sin ningún valor ni estratégico ni econó-mico. Estrabón (III, 3, 4) describe su desembocadura en estostérminos: “... El Benis, que sigue después (otros lo llaman Mi-nio), es con mucho el mayor de los ríos de Lusitania, navegableasí mismo un tramo de ochocientos estadios [cerca de 150 km].Dice Posidonio que también éste viene desde territorio cánta-bro. Delante de su desembocadura hay una isla y dos diquescon fondeaderos...”. En esa zona se localiza el castro del monteSanta Tecla y junto a él el llamado monte Facho; donde hoy en



día está lleno de antenas y repetidores, entonces estuvo unfaro, dando nombre al monte (Peña, 2005), esta circunstanciade proximidad pudo interferir e influenciar en la acción directay rápida de Agrippa ya que no solamente había que reprimirla rebelión sino que tenía que garantizar el libre tránsito debarcos por una costa tan difícil que toma hoy en día el apela-tivo de “Costa de la Muerte”.

Por tanto es fácil de pensar que Augusto finalizó los prime-ros trabajos emprendidos por Julio César de abrir las vías denavegación del norte al libre tránsito. Resulta curioso que to-dos los faros detectados y construidos con toda probabilidad enaquella época se situasen cerca de alguna población indígena ycómo en su mayor parte se transformaron posteriormente er-mitas. Buen ejemplo de ello es el faro de La Lanzada del quese propone una reconstrucción en el apartado siguiente.

4. RECONSTRUCCIÓN DEL FARO ROMANO DE LALANZADA

El faro romano de La lanzada se encuentra situado en unapequeña península del mismo nombre situada entre ElGrove y Portonovo. De él solamente queda un vano del murosur, parte del muro este y algo del oeste.

Pertenece al tipo de faros romanos de estructura simple(Peña, 2005) formado por muros exteriores resistentes y unesqueleto interior de madera. Los muros son típicos de losfaros romanos, similar al faro de Donón: una estructura desillería exterior a la que se le adosa interiormente un murode mampostería, sin recubrir interiormente. Su estado origi-nal era de planta cuadrada de 3’45 m, prácticamente 12 pieslatinos, de lado interior del faro y una anchura de muro de1’4 m, cinco pies latinos aproximadamente. Los muros se en-cuentran muy deteriorados dado el expolio que se hizo de susillería. Ampliando en épocas posteriores el frente este, pro-bablemente para cerrar la entrada de la Península, exacta-mente desde la línea donde hoy en día se encuentra fractu-rado el muro. Los lados del faro se encuentran dirigidosaproximadamente a los puntos cardinales, y para evitar losembates del oleaje en periodos de temporal se situó en unextremo, casi colgado del cantil.

El muro sur, él más alto en la actualidad, es unos 38 cm másestrecho que la cara este donde quedan aún restos de sillería,debido a que el paramento exterior formado por sillería, “opusquadratum” o “cuasi quadratum” ha desaparecido, habiéndoseusado sus bloques para la construcción de la ermita de NuestraSeñora de La Lanzada, respetándose la sillería del lado este ensu mayor parte, probablemente, porque sirvió como paramentoexterior del recinto formado en el periodo medieval.

Los muros originales, por tanto, estaban constituidospor una capa exterior de sillería de unos 38 cm de grosor(1 1/3 de pie latino)y una capa interior de 1’02 m de espesor(3 1/2 pie latino) de mampostería (“opus incertum”).

La altura que tuvo la torre es difícil de precisar y deter-minar; pero pude aproximarse a la realidad si se supone queel muro sur, él más alto en la actualidad, ha permanecidocasi al completo en altura, solamente faltándole las últimashiladas de sillería que formaban el muro en su totalidad enla parte superior, como sucede en el faro de Donón, entonces:

Altura torre = Hmuro sur + Hresguardo sillería + Hcúpula luminaria

Cuyos valores aproximados son:Hmuro sur = 9’7 metrosHresguardo sillería = 3 x 0’38 = 1’14 mHcúpula luminaria = 1/2 Lado interior faro + anchura cúpula= 1/2 3’45 +0’4 = 2’13 m

Altura torre = 12’97 m



FIGURA 18. Faro de La Lanzada, muro este ampliado posteriormentedesde donde existe una fractura en él.

FIGURA 19. Planta actual del faro romano de La Lanzada, en la que se hadibujado la planta original.

Grieta

Añadido

1.4 m

1.4 m

3.45 m6.25 m

0.18 m

0.38 m

FIGURA 17. Península de La Lanzada con los restos del faro romano y laermita de Nuestra Señora de La Lanzada del siglo XII, construida en partecon la sillería del faro.

La luminaria estaría formada, al igual que el faro de Do-nón y la Torre de Hércules, por una cúpula abierta en suclave. La anchura o espesor de la cáscara de la cúpula se po-dría calcular siguiendo las dimensiones medias obtenidas enlos citados faros de Donón y La Coruña (Peña, 2005), situán-dose entonces su valor entre:

8’6 < L/d < 13’8

Siendo: L, la luz y d, el espesor de la cáscara de la cú-pula. Entrando con L = 3’45 m da unos valores de:

0’25 < d < 0’41

Adoptándose como valor más probable el de 0’4 m ya queel resto de espesores parecen muy estrictos. La cúpula de-biera apoyarse sobre pechinas para así hacer la transiciónde la sección cuadrada a circular.

La luminaria, en sí, es difícil de saber si era de cúpula decristal, como el faro de Alejandría (Peña, 2005 y 20082) o deespejo cóncavo, como el faro del Puerto de Claudio, Gadir, LaCoruña o Donón. Aunque por la orientación de la planta delfaro, perpendicular al rumbo que iluminaba, y por tanto di-rigida casi hacia los puntos cardinales y que el resto de losfaros conocidos de esta red eran de espejos cóncavos, podríapensarse en que éste también lo tuviese. El espejo, es proba-ble que no fuese macizo, aligerándose así las cargas sobre laestructura, estando probablemente encastrado en su zonamás baja a la estructura de la torre. Además, su cara frenteal mar, la oeste, debió tener dos ventanas para indicar elcambio de rumbo, mientras que la entrada del faro se encon-traba en su cara norte, hoy totalmente desaparecida.

La estructura interior, muy simple y funcional, tenía lasparedes de mampostería vista, con dos vigas de madera en-castradas en los muros que iban de la cara sur a la norte,dando cuatro alturas además del suelo, distantes unos 2 me-tros (6 3/4 pies latinos). Las vigas se sustentaban ademáscon cuatro soportes de madera centrales. Todo el conjuntocontenía el acceso mediante escaleras de madera y descansi-llos que daban acceso a la parte superior del faro.

La gran mayoría de la sillería exterior se usó para la cons-trucción de la ermita románica del siglo XII de Nuestra Se-ñora de La Lanzada que se encuentra junto a los restos delfaro. Esta circunstancia indica que el faro se conservó en granparte hasta aquella época, aunque probablemente el espejo, debronce, y la mampara de cristal se perderían bastante antes.La inspección de la fábrica de la ermita, nos muestra todavíahoy en día restos de marcas romanas: como un hueco rectan-gular en el centro del sillar que sirvió para alojar la loba, o“lupa”, de elevación; restos de cuñas de asiento de sillares; in-gletes de puertas y ventanas; marcas de devastado a 45°; etc.Siendo significativo que la altura de los sillares correspondaaproximadamente con los 38 cm de espesor del muro del faro.

Con todo el conjunto descrito, puede suponerse el faro deLa Lanzada erguido en aquella pequeña península, entoncescasi isla, iluminando el ir y venir de los barcos mercantes, quecomo hoy buscan ayuda afanosa de una luz que les guíe en es-tas bellas costas para navegar con una cierta seguridad.

5. AGRADECIMIENTOSEspero que esta red de faros ahora descrita, sirva para en-grandecer, aún si cabe, el pasado de Galicia y llene de orgu-llo la tierra de mis grandes amigos gallegos: Ramiro Martí-nez, Manuel Novoa y Manuel Durán.

6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICASGarcía y Bellido, Antonio (1967). Venticinco estampas de laEspaña antigua; Espasa Calpe (colección Austral nº 1375).

Insua Trava, Jose Ramón (2003). La ruta turística de los fa-chos de Galicia; Fisterrae.com.

Maciñeira y Pardo de Lama, Federico (1947). Bares. PuertoHispánico de Enlace de la Primitiva Navegación Occidental;Consejo Superior de Investigaciones Científicas - Instituto P.Sarmiento de Estudios Gallegos (revisado y publicado porFermín Bouza-Brey).



FIGURA 20. Reconstrucción del faro de La Lanzada, sección de la luminaria. FIGURA 21. Reconstrucción del faro de La Lanzada.

Peña, José M. de la, Juan M. Prada y Carlos Redondo(2002). Algunas referencias clásicas sobre la navegaciónnocturna y en invierno; Revista Proa a la Mar (nº 144, pp.30 a 35).

Peña Olivas, José M. de la (2005). Sistemas de señalizaciónmarina en la antigüedad clásica; Escuela Técnica Superiorde Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos - UniversidadPolitécnica de Madrid (Tesis doctoral).

Peña Olivas, José Manuel de la (2008). Acueductos y siste-mas de abastecimiento de agua romanos, según Sexto Julio

Frontino; Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales yPuertos (en edición).

Peña Olivas, José Manuel (20082). Señalización marítima enel Mediterráneo en la antigüedad; Revista de Ingeniería Ci-vil (nº 150; pp. 103 a 115).

Prada, Juan M., Enrique Maciñeira y José M. de la Peña (1999).Bares: el puerto más antiguo de la Península, V Jornadas Espa-ñolas de Costas y Puertos (La Coruña, vol. 1, pp. 317 a 330).

Sánchez Terry, M. A. (1991), Los faros españoles: historia yevolución; Ministerio de Obras Públicas y Transporte.



FIGURA 22. Reconstrucción del faro de La Lanzada, sección vertical. FIGURA 24. Dibujo de la reconstrucción del faro de La Lanzada.

FIGURA 23. Marcas romanas en los sillares de la ermita de Nuestra Señora de La Lanzada.

0

1

2

3m

1. EXPRESIÓN ANALÍTICA DE LA CARGA DEHUNDIMIENTO

La fórmula general básica para calcular la carga de hundi-miento (qh) de una cimentación en faja, sobre un terreno hori-zontal y homogéneo en profundidad, bajo carga vertical y cen-trada fue propuesta por Terzaghi (1943). Posteriormente fuemodificada por Brinch Hansen (1970), para tener en cuentauna serie de factores, cuya influencia se demostró que era im-portante en la cuantificación de la carga de hundimiento,como son: la forma de la cimentación, la resistencia del te-rreno situado por encima del plano de cimentación y la incli-nación de la carga, obteniéndose la expresión general:

siendo c la cohesión del terreno, q la sobrecarga de tierras alnivel de la base de la cimentación, γ el peso específico delsuelo por debajo de la base de la cimentación, B el ancho dela cimentación y Nc, Nq, Nγ: coeficientes de capacidad decarga. Por otra parte, sc, sq, sγ son los coeficientes de forma;dc, dq, dγ son los coeficientes de profundidad e ic, iq, iγ son loscoeficientes de inclinación de cargas. Además de estos, exis-

ten otros coeficientes (tc, tq, tγ) que consideran la influenciade la proximidad a un talud. Estos últimos no se van a con-siderar en este estudio, por ser su empleo menos común.

2. DETERMINACIÓN DE LOS COEFICIENTES DE LACARGA DE HUNDIMIENTO

Las expresiones para calcular los valores de los coeficientesde capacidad de carga Nc y Nq se deben a Prandtl, el cual enel año 1920 utilizó el método de las líneas característicaspara su determinación sobre un suelo sin peso.

La cuantificación del coeficiente Nγ se realiza de acuerdoa diferentes propuestas realizadas por diversos autores que,aunque análogas, presentan algunas diferencias. La existen-cia de esta variedad de expresiones se debe a que se han he-cho múltiples intentos, sin resultados positivos, para obte-ner matemáticamente una forma de rotura estática ycinemáticamente posible para el caso de cimentación sobresuelo sin cohesión y sin sobrecarga de tierras (c=0 y q=0)que tenga en cuenta el peso propio del terreno y que com-plete los cálculos realizados por Prandtl. Debido a esta difi-cultad, las diferentes expresiones existentes se han obtenidodel análisis de ensayos realizados en laboratorio con diver-sas configuraciones geométricas de cimentación sobre suelosde distintos tipos.

De igual manera, para los coeficientes de forma, profun-didad e inclinación existen propuestas de diferentes autoresque, aunque similares, difieren entre sí.

q c N s d i q N s d i B N s d ih c c c c q q q q= + +. . . . . . . . / . . . . . .1 2 γ γ γ γ γ

Comparación del dimensionamiento decimentaciones superficiales aplicando elEurocódigo 7 y las normativas españolas

JOSÉ ESTAIRE GEPP (*) y ÁUREA PERUCHO MARTÍNEZ (*)

COMPARISON OF THE RESULTS OBTAINED IN THE DESIGN OF SHALLOW FOUNDATIONS WHENAPPLYING THE EUROCODE 7 AND THE SPANISH STANDARSABSTRACT It has been done the comparison of the results obtained in the design of shallow foundations when the Eurocode7 and different geotechnical Spanish Standards are applied (R.O.M. 05-94, Guía de Cimentaciones para Obras deCarretera y Documento Básico SE-C del Código Técnico de la Edificación). Several designs have been done with differenttypes of soils, characterized by their strength parameters, and with different shapes of foundations. The comparison of theresults makes it possible to quantify the differences that exist between the European and the Spanish Standards.

(*) Dr/a. Ing. de Caminos, Canales y Puertos. Laboratorio de Geotecnia.CEDEX.

RESUMEN En este artículo se comparan los resultados obtenidos en el dimensionamiento de cimentaciones superficiales alaplicar la metodología recogida en normativas españolas de índole geotécnico (R.O.M. 05-94, Guía de Cimentaciones paraObras de Carretera y Documento Básico SE-C del Código Técnico de la Edificación) con las que se derivan de la aplicacióndel Eurocódigo 7. Los diferentes dimensionamientos se realizan para distintos tipos de suelos, caracterizados por sus pará-metros resistentes, y para distintas tipologías de cimentaciones. La comparación de los resultados permite constatar lasdiferencias existentes entre las normativas españolas y el Eurocódigo 7.


Palabras clave: Cimentaciones superficiales, Zapatas, Normativa española, Eurocódigo, Normativa europea.

En las Tablas 1 a 4, para los cálculos con drenaje, a largoplazo realizados en tensiones efectivas, y en las Tablas 5 a 8,para los casos sin drenaje, a corto plazo, se recogen conjun-

tamente, para su comparación posterior, las expresiones deestos coeficientes, tal como aparecen en la normativa euro-pea (Eurocódigo 7) y española:

COMPARACIÓN DEL DIMENSIONAMIENTO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES APLICANDO EL EUROCODIGO 7 Y LAS NORMATIVAS ESPAÑOLAS


Factor Nq Nc Nγ

Código Técnico

e tg tg 2π φ π φ

4 2+

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟ (Nq –1) cotgφ

1,5 (Nq –1) tgφ

Guía de Cimentaciones en Obras de Carreteras

2 (Nq –1) tgφ

ROM 0.5-94 1,5 (Nq –1) tgφ

Eurocódigo 7 2 (Nq –1) tgφ

Factor iq ic iγ

Código Técnico(2)(3) (1 - 0,7 tg ) (1 - tg )B

3Lδ δ

i NNq q

q

−

−

11 (1 - tg ) (1 - tg )B

3Lδ δ

Guía de Cimentaciones en Obras de Carreteras(2) (1 - 0,7 tg ) (1 - tg )B

3Lδ δ

i NNq q

q

−

−

11 (1 - tg ) (1 - tg )B

3Lδ δ

ROM 0.5-94(2)

(1 - 0,7 tg )3δ

i NNq q

q

−

−

11 (1 - tg )3δ

Eurocódigo 7

1 1−

+

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟

HV A c g

m

' 'cot( )

φ

i NNq q

q

−

−

11

1 11

−+

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟

+H

V A c g

m

' 'cot( )

φ

(1) Carga H paralela a B ⇒ m = mB = ; Carga H paralela a L⇒ m =mL =

Carga H en cualquier dirección; m = mθ = mLcos2θ + mBsin2θB* y L*: ancho y longitud equivalente de la cimentación, respectivamente; θ: ángulo que forma lacarga horizontal con la dirección L*.(2) Cuando se pueda asegurar cierta cohesión c en el contacto de la cimentación con el terreno sepuede tomar un ángulo menor δ* (aplicable a δB y δL), definido por la expresión:

(3) Cuando la componente horizontal de la resultante sea menor del 10% de la vertical se podrátomar iq=ic=iγ=1.

tg tg

B L cVtg

δδ

φ

** *=

+1

21

++

L BL B

* *

* *//

21

++

B LB L

* *

* *//

TABLA 1. Coeficientes decapacidad de carga (condrenaje).

TABLA 2. Factores de forma(cimentación rectangular - con

drenaje).

TABLA 3. Factores deinclinación (con drenaje).

Factor Sq Sc Sγ

Código Técnico 1 1 5+ ,

*

*tgφ

BL

1 0 2+ ,*

*BL

1 0 3− ,*

*BL


1+

NN

BL

q

c

*

* 1+

NN

BL

q

c

*

* 1 0 3− ,

*

*BL

ROM 0.5-94 1+

NN

BL

q

c

*

* 1+

NN

BL

q

c

*

* 1 0 4− ,

*

*BL

Eurocódigo 7 1+

BL

*

*senφ

s NNq q

q

−

−

11

1 0 3− ,*

*BL



Factor Nq Nc Nγ

Código Técnico

1 5.14 0


ROM 0.5-94

Eurocódigo 7

Factor iq ic iγ

Código Técnico (1 - 0,7 tg ) (1 - tg )B3

Lδ δ

i H

B L cc = + −⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟0 5 1 1.

* *No importa,pues Nγ = 0

Guía de Cimentaciones en Obras de Carreteras 1

ROM 0.5-94 (1 - 0,7 tg )3δ

Eurocódigo 7 1

TABLA 4. Factores deprofundidad (con drenaje).

TABLA 6. Factores de forma(cimentación rectangular - sin

drenaje).

TABLA 7. Factores deinclinación (sin drenaje).

TABLA 5. Coeficientes decapacidad de carga (sin

drenaje).

Factor dq dc dγ

Código Técnico d

NN

sen arctg DBq

q

c= + −

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟1 2 1 2( )

*φ

1Guía de Cimentaciones en Obras de Carreteras

d tg sen arctg DBq = + −

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟1 2 1 2φ φ( )

* d

NN

sen arctg DBc

q

c= + −

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟1 2 1 2( )

*φ

ROM 0.5-94

Eurocódigo 7 1 1

1.5

1.4

1.3

1.2

1.1

1

Factor de profundidad dc

D/B*

dc

0 1 2 3 4 5

D ≤ 2B*

(arco en radianes)

D ≤ 2B* (la ROM 05-94 no lo indica)

La ROM 05-94 toma B

(arco en radianes)


La ROM 05-94 toma B

Factor Sq Sc Sγ

Código Técnico 1 1 0 2+ ,

*

*BL

No importa, pues Nγ = 0


1+

NN

BL

q

c

*

* 1+

NN

BL

q

c

*

*

ROM 0.5-94 1+

NN

BL

q

c

*

* 1+

NN

BL

q

c

*

*

Eurocódigo 7 1 1 0 2+ ,

*

*BL

• Recomendaciones Geotécnicas para el Proyecto deObras Marítimas y Portuarias”, (denominada en ade-lante ROM 0.5-94),

• Guía de Cimentaciones de Obras de Carreteras, (deno-minada en adelante Guía de Cimentaciones o, incluso,solamente Guía, en algunas gráficas),

• Documento Básico DB-4 “SE-C. Seguridad Estructu-ral. Cimentaciones” del Código Técnico de la Edifica-ción de Noviembre de 2003, (denominada en adelantecomo Código Técnico o, en algunas figuras, CTE).

El ángulo δ, que aparece en los coeficientes de inclinaciónde cargas, se define como tg δ = H/V, siendo H y V las resul-tantes horizontal y vertical, respectivamente, de las cargasactuantes sobre la cimentación. Los ángulos δB y δL se defi-nen, respectivamente, como tgδB = HB/V y tgδL = HL/V, dondeHB y HL son las proyecciones de la resultante horizontal Hsegún las direcciones del ancho B y de la longitud L, respec-tivamente, tal como puede verse en la figura 1.

3. DESCRIPCIÓN DE LA EVALUACIÓN DE LA SEGURIDADFRENTE AL HUNDIMIENTO EN LAS DISTINTAS NORMATIVAS

3.1. MÉTODO DE CÁLCULODe forma general, para evaluar la seguridad frente al hun-dimiento de una cimentación superficial, se deben determi-nar previamente los siguientes aspectos:

a) Valoración de las accionesEn este punto, se trata de determinar el valor de las ac-

ciones que se deben considerar en las diferentes situacionesde proyecto, así como la forma de mayorar dichas acciones,para obtener las acciones de cálculo.

b) Valoración de los parámetros del terrenoEn este paso, el objetivo es determinar los valores de los

parámetros que definen el comportamiento mecánico del te-rreno de cimentación.

c) Definición de las expresiones analíticasEn esta fase, se trata de definir las expresiones analíticas

que servirán para calcular la carga de hundimiento, en algu-nos casos, o la carga de proyecto, en otros, según la norma-tiva empleada. Estas expresiones analíticas son las que an-teriormente se han definido en el Apartado 2.

d) Definición de la forma de abordar la seguridadPor último, se debe definir el procedimiento con el que se

introduce la seguridad en el cálculo. En los métodos tradicio-nales, basados en los coeficientes globales de seguridad, setrata de definir la expresión de cálculo del factor de seguri-dad, así como el valor mínimo que se requiere para cada si-tuación de proyecto.

Por su parte, en los métodos basados en los coeficientesparciales, se trata de definir los valores de dichos coeficientes,así como la forma en la que se introducen en los cálculos.

A continuación, para cada una de las normativas españo-las analizadas y para el Eurocódigo 7 se pasa revista a loscuatro aspectos anteriormente comentados.

3.2. RECOMENDACIONES GEOTÉCNICAS PARA EL PROYECTODE OBRAS MARÍTIMAS Y PORTUARIAS (ROM 05-94)

3.2.1. Valoración de las accionesEste documento, en su Apartado 3.3.3.2 “Acciones”, indicaque “las acciones externas que deben considerarse en el aná-



TABLA 8. Factores deprofundidad (sin drenaje).

Factor dq dc dγ

Código Técnico

Noimporta,

puesNγ = 0


d tg sen arctg DBq = + −

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟1 2 1 2φ φ( )

* d

NN

sen arctg DBc

q

c= + −

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟1 2 1 2( )

*φ

ROM 0.5-94

Eurocódigo 7 1 1

1.5

1.4

1.3

1.2

1.1

1

Factor de profundidad dc

D/B*

dc

0 1 2 3 4 5

1

arco en rad


La ROM 05-94 toma B

arco en rad


La ROM 05-94 toma B

FIGURA 1. Representación esquemática de la descomposición de laresultante de las fuerzas actuantes sobre una cimentación.

tg H

Vtg H

VLL

BBδ δ;

tg H

HV tgV tg

tgtg

B

L

B

L

B

Lθ

δδ

δδ

= =..

δL

θ

δB

H

V

F

HL

HB

lisis de cada modo de fallo previsto deben considerarse siem-pre representadas por los valores representativos de las ac-ciones definidos en la ROM 0.2.”. Además continúa diciendoque “... para el estudio de estados límites controlados por elcomportamiento del terreno, se adoptarán como coeficientesde mayoración de acciones los valores unidad”.

3.2.2. Valoración de los parámetros del terrenoEl Apartado 3.3.3.3 “Características del terreno” indica que“las características del terreno deberán quedar representadasen cada situación de proyecto por una serie de parámetros....El valor a adoptar, para cada uno de los parámetros de cál-culo, será la mejor estimación del mismo. Normalmente con-sistirá en el valor medio salvo que, por algún motivo, el inge-niero decida optar por un valor más conservador”.

No se indica nada sobre los coeficientes de seguridad quepudieran aplicarse a los parámetros que representan las ca-racterísticas del terreno, entendiéndose por tanto que dichosparámetros no sufren ninguna minoración.

3.2.3. Definición de las expresiones analíticasEn las Tablas 1 a 8 se han recogido, respectivamente, las ex-presiones analíticas de los factores de carga, de forma y deinclinación adoptadas en la R.O.M. 0.5-94 para el cálculo dela presión de hundimiento (Pv,h) de las cimentaciones super-ficiales.

3.2.4. Definición de la forma de abordar la seguridadLa seguridad del proyecto, en lo que se refiere al estado úl-timo de hundimiento, se determina a través del cálculo delcoeficiente de seguridad (Fh) frente al hundimiento, definidocomo el cociente entre la componente vertical de presión queproduce el hundimiento (Pv,h) y la componente vertical de lapresión actuante (Pv), tal como se indica en la siguiente ex-presión del Apartado 3.5.4.3.4. “El coeficiente de seguridadfrente a hundimiento”:

La seguridad frente al hundimiento se considera suficientecuando se superan los valores mínimos del coeficiente de se-guridad que, para situaciones persistentes, es de 3,00 y parasituaciones accidentales es de 2,40.

3.3. GUÍA DE CIMENTACIONES EN OBRAS DE CARRETERA

3.3.1. Valoración de las accionesLa Guía de Cimentaciones, en su Apartado 2.5 “Acciones”,hace una indicación únicamente sobre las cargas sobre lascimentaciones de puentes de carretera, dado que éste es suámbito propio de aplicación. Por este motivo, dichas accionesse calcularán de acuerdo a lo estipulado en la vigente “Ins-trucción sobre las acciones a considerar en el proyecto depuentes de carretera –IAP”.

A efectos de este estudio, lo relevante es que indica que“se adoptarán como coeficientes de mayoración los valoresunidad” cuando se siga el procedimiento preconizado en elGuía de Cimentaciones, es decir, el procedimiento de análi-sis basado en los coeficientes de seguridad globales, para elestudio de estados límite controlados por el comportamientodel terreno.

3.3.2. Valoración de los parámetros del terrenoLos valores de los parámetros que caracterizan el comporta-

miento resistente del terreno de cimentación serán valoresrepresentativos, entendidos éstos como “una estimación pru-dente del valor medio que corresponde a la zona de interés enel problema que se analiza”, tal como se indica en el Apar-tado 2.7 “Características del terreno”.

Además, se añade que “no se utilizarán, en los cálculosgeotécnicos, coeficientes parciales de seguridad para mayoraro minorar los valores representativos. Los valores de cálculode los parámetros geotécnicos serán iguales que sus valoresrepresentativos”.

A este respecto, se debe entender que, en la práctica geo-técnica habitual, los valores que se utilizan en los cálculosson los mismos a los que se refiere el apartado anterior, esdecir, una estimación prudente del valor medio, matizadapor la experiencia del proyectista.

3.3.3. Definición de las expresiones analíticasEn las Tablas 1 a 8 se han recogido, respectivamente, las ex-presiones analíticas de los factores de carga, de forma y deinclinación adoptadas en la Guía de Cimentaciones para elcálculo de la presión de hundimiento (Pvh) de las cimentacio-nes superficiales.

3.3.4. Definición de la forma de abordar la seguridadLa seguridad del proyecto se determina a través del cálculodel coeficiente de seguridad frente al hundimiento, definidocomo el cociente entre la presión de hundimiento correspon-diente (Pvh) y la presión vertical que actúa sobre el terreno(Pv), tal como se indica en la siguiente expresión del Apar-tado 4.5.5.8 “El coeficiente de seguridad frente al hundi-miento”:

La seguridad frente al hundimiento se considera suficientecuando se superan los valores mínimos del coeficiente de se-guridad que, para combinación de acciones permanentes, esde 3,00 y para acciones accidentales es de 2,20.

3.4. DOCUMENTO BÁSICO SE-C “SEGURIDAD ESTRUCTURAL-CIMENTACIONES” DEL CÓDIGO TÉCNICO DE LA EDIFICACIÓN

3.4.1. Valoración de las accionesEn el Apartado 2.3.2.2. “Acciones de la estructura sobre lacimentación” se indica textualmente que “para situacionespermanentes y transitorias, se considerarán acciones sobre lacimentación a los efectos sobre ésta, determinados de acuerdoa la expresión 4.3 del DB-SE, asignando el valor unidad atodos los coeficientes parciales para acciones que aparecen enla misma”. La expresión 4.3 anteriormente citada se recogea continuación:

siendo:Ed valor de cálculo del efecto de las accionesGk,j valor característico de una acción permanente,P valor representativo de la acción del pretensado,Qk,1 valor característico de la acción variable dominanteQk,i valor característico de la acción variable concomitante i,γGj coeficiente parcial para la acción permanente j,γP coeficiente parcial para la acción del pretensado,γQ,1 coeficiente parcial para la acción variable dominante,

E E G P Q Qd G j k j P Q k Q i i k i

ij

= + + +⎛

⎝

⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟

>≥

∑∑γ γ γ γ ψ, , , , , , ,. " " . " " . " " . .1 1 0

11

F P

Phvh

v=

F P

Phvh

v=



γQ,i coeficiente parcial para la acción (variable)concomitante i,

ψ0,i coeficiente parcial para el valor de combinación de laacción variable i,

“+” implica “a ser combinado con”,Σ implica “el efecto combinado de “.

Lo dicho anteriormente implica, por tanto, que las cargasdefinidas en base de pilar mediante el cálculo estructural co-rrespondiente no se deben mayorar para obtener las cargasde cálculo.

3.4.2. Valoración de los parámetros del terrenoA este respecto, el documento en su apartado 2.3.3 “Modelogeotécnico y parámetros del terreno” indica que “las caracte-rísticas del terreno deben quedar representadas, en cada si-tuación de dimensionado y Estado Límite considerado, poruna serie de valores característicos”, que a efectos de aplica-ción de este documento se entiende como “una estimaciónprudente de su valor en el contexto del Estado Límite que seconsidere”.

La interpretación del texto anterior debe hacerse te-niendo en cuenta que los valores que se utilizan en los cálcu-los en la práctica geotécnica habitual son los correspondien-tes a los valores característicos anteriormente definidos.

3.4.3. Definición de las expresiones analíticasAl igual que se decía anteriormente, en las Tablas 1 a 8 sehan recogido respectivamente las expresiones analíticas delos factores de carga, de forma y de inclinación adoptadas enesta normativa para el cálculo de la carga de hundimientode las cimentaciones superficiales.

3.4.4. Definición de la forma de abordar la seguridadLa forma de evaluar, desde un punto de vista formal, la se-guridad en esta normativa está inspirada en la filosofía queemana del Eurocódigo 7, basada en el método de los coefi-cientes de seguridad parciales.

Basándose en esta idea, el documento indica en el Apar-tado 2.4.2.3. “Verificación de la resistencia” que “la estabili-dad local o global del terreno quedará verificada si se cum-ple, para las situaciones de dimensionado pertinentes, lacondición Ed ≤ Rd, siendo Ed el valor de cálculo del efecto delas acciones y Rd el valor de cálculo de la resistencia del te-rreno”.

El valor de cálculo (Ed) de los efectos de las acciones paracada situación de dimensionado se podrá determinar segúnla relación:

Ed = γE . E (γF . Frepr, Xk/γM, ad)

Siendo:Frepr valor representativo de las acciones que intervienen

en la situación de dimensionado considerada,XK valor característico de los materiales,ad valor de cálculo de los datos geométricos,γE coeficiente parcial para el efecto de las acciones,

γF coeficiente parcial para las acciones,γM coeficiente parcial para las propiedades de los

materiales.Por su parte, el valor de cálculo de la resistencia del te-

rreno (Rd) se puede determinar utilizando la siguiente ex-presión, donde γR es el coeficiente parcial de resistencia:

Rd = R(γF . Frepr, Xk/γM, ad) / γR

Teniendo en cuenta las expresiones teóricas anteriores, laverificación del estado límite de hundimiento se hará utili-zando los coeficientes de seguridad parciales recogidos en laTabla 9 del Apartado 4.2.2.1.1. “Verificación frente al hundi-miento”.

Como resumen, se podría decir que el Código Técnico for-malmente se asemeja al método auspiciado por el Eurocó-digo 7, basado en los coeficientes parciales, especialmente aldenominado “Método de Proyecto 2”, cuyas características sedefinen en el Apartado siguiente.

Sin embargo, el hecho de que los coeficientes parcialesque propugna para la mayoración de las acciones y para laminoración de los parámetros de resistencia del terrenosean la unidad y para el coeficiente de minoración de lacarga de hundimiento sea 3, en situaciones persistentes y de2, en situación extraordinaria, hace que, en la práctica, laforma de abordar el cálculo sea idéntica al método tradicio-nal.

3.5. EUROCÓDIGO 7: PROYECTO GEOTÉCNICO. PARTE 1: REGLAS GENERALES

3.5.1. IntroducciónLa forma de evaluar la seguridad en el Eurocódigo 7 es dife-rente de la habitualmente utilizada en la ingeniería de ci-mentaciones en España, ya que está basado en el método delos factores de seguridad parciales. Basándose en este mé-todo, en el Apartado 6.5.2 “Bearing resistance” de dicho có-digo se indica que para demostrar que una cimentación so-portará las cargas de proyecto con un adecuado margen deseguridad frente a un fallo de capacidad portante, se debesatisfacer la siguiente desigualdad para todos los casos decarga de estado límite último y para todas las combinacio-nes de cargas:

Vd < Rd

donde Vd es la carga de proyecto de estado límite último,perpendicular a la base de la cimentación, incluyendo elpeso de la misma y de cualquier material de relleno y Rd esla capacidad portante de proyecto de la cimentación frente alas cargas perpendiculares, teniendo en cuenta el efecto decualquier carga inclinada o excéntrica.

Esta forma de cálculo supone en la práctica una mayo-ración de las acciones mediante unos factores, γG y γQ, yuna minoración de las resistencias mediante los factores γMy γR. Además, de acuerdo al Apartado 2.4.7.3.4. “DesignApproaches”, el dimensionamiento se debe realizar verifi-cando uno de los tres Métodos de Proyecto, “Design Appro-



SituaciónCoeficientes de seguridad parciales

γR γM γE γF

Persistente 3,0 1,0 1,0 1,0

Extraordinaria 2,0 1,0 1,0 1,0

TABLA 9. Coeficientes deseguridad parciales paracimentaciones directas. Estadolímite de hundimiento.

ach” en la terminología de la versión inglesa del Eurocó-digo 7, cuyos coeficientes de seguridad parciales (γi) se hanrecogido en la Tabla 10.

Como se puede comprobar, en estos tres Métodos de Pro-yecto se combinan diferentes valores de mayoración de ac-ciones con distintos valores de minoración de las propieda-des del terreno e incluso de la propia capacidad portante.

El Método de Proyecto 1 presenta dos combinaciones di-ferentes. En la combinación 1 se mayoran las acciones (γG =1.35, para las acciones permanentes y γQ = 1.50, para las ac-ciones variables), dejando inalterables los valores de diseñode las propiedades del terreno. Por el contrario, en la combi-nación 2 únicamente se mayoran las acciones variables(γQ=1,30) y se minoran los valores de diseño de las propieda-des del terreno por un factor γM de 1,25, de igual valor parala cohesión y la tangente del ángulo de rozamiento.

En el Método de Proyecto 2, al igual que en la combina-ción 1 anterior, se mayoran las acciones con unos coeficien-tes γG=1,35 para acciones permanentes y γQ=1,50 para accio-nes variables, mientras que no se minoran las propiedadesdel terreno. Sin embargo, la capacidad portante se deter-mina minorando la carga de hundimiento que se deduce delas expresiones analíticas mediante el factor de capacidadportante γR. Por tanto, el análisis de los coeficientes de segu-ridad parciales de cada caso indica claramente que este Mé-todo de Proyecto 2 es más conservador que el Método de Pro-yecto 1 (combinación 1), ya que en aquel se minora lacapacidad portante.

Por su parte, el Método de Proyecto 3 supone mayorar lasacciones, mediante diferentes coeficientes en función de laprocedencia de las cargas, y minorar las propiedades del te-rreno para el cálculo de la carga de proyecto. Al igual queanteriormente, el análisis de los coeficientes de seguridadparciales indica claramente que con este Método de Proyecto3 el dimensionamiento es más conservador que el deducidocon el Método de Proyecto 1 (combinación 2), ya que en elprimer caso las acciones se deben mayorar.

Por último, es importante destacar que el Eurocódigopermite realizar el dimensionamiento de las cimentacionesmediante un único Método de Proyecto, el cual deberá serdeterminado por las autoridades nacionales de cada país. Deesta forma, cada país puede elegir el Método de Proyecto conlos que se obtengan valores más similares a los que habi-tualmente proporcionan sus códigos nacionales respectivos.

3.5.2. Valoración de las accionesLa carga de proyecto (Vd) se determina mayorando las accio-nes nominales por los coeficientes parciales recogidos en laTabla 10, en función del Método de Proyecto elegido (“De-sign Approach”, en la terminología de la versión en inglesa),de su carácter permanente o variable y de su influencia fa-vorable o desfavorable.

3.5.3. Definición de las expresiones analíticasLa capacidad portante de proyecto (Rd) se puede calcularanalíticamente mediante las correspondientes expresionesrecogidas en el Anejo D del Eurocódigo 7, transcritas en lasTablas 1 a 8, anteriormente citadas.

Una vez obtenida la cuantía de la capacidad portante deproyecto, a través de la utilización de ese conjunto de expre-siones, el valor se debe dividir por el coeficiente parcial deresistencia (γR). Este coeficiente es únicamente diferente dela unidad en el Método de Proyecto 2, para el que toma unvalor de 1,40.

3.5.4. Valoración de los parámetros del terrenoLa determinación de la carga de proyecto, mediante las ex-presiones analíticas anteriormente citadas, se debe hacerutilizando los valores de diseño de las propiedades del te-rreno. Estos valores de diseño, de acuerdo al Apartado2.4.6.2, se obtienen dividiendo los valores característicosde los parámetros por los coeficientes parciales también in-dicados en la Tabla 10, en función del Método de Proyectoelegido.

En el Eurocódigo 7 se entiende que el valor característicode un parámetro es una estimación prudente de un valormedio resultante de ensayos de laboratorio y de campo, rea-lizada basándose en una experiencia bien establecida, talcomo se define en el Apartado 2.4.5.2. “Characterisic valuesof geotechnical parameters”.

Además, también permite determinar el valor caracterís-tico mediante métodos estadísticos. En este caso, el valor ca-racterístico se define como aquel cuyo nivel de confianza esdel 95%.

A este respecto, es interesante comentar que, en gene-ral, se piensa erróneamente que en el Eurocódigo 7 se es-tablecía únicamente el valor característico de un paráme-tro mediante métodos estadísticos. Sin embargo, se puede



Método deProyecto

AccionesPropiedades del terreno

(γM)Capacidad

portante (γR)Permanentes (γG) Variables (γQ)Tan φ´ c´

Desfavorable Favorable Desfavorable

1

Combinación 11,35 1,00 1,50 1,00 1,00 1,00

1

Combinación 21,00 1,00 1,30 1,25 1,25 1,00

2 1,35 1,00 1,50 1,00 1,00 1,40

31,35(1)

1,00(2)

1,00(1)

1,00(2)

1,50(1)

1,30(2)1,25 1,25 1,00

TABLA 10. Coeficientesparciales del eurocódigo 7. Nota: (1) Para acciones estructurales

(2) Para acciones procedentes del terreno

demostrar que los valores característicos deducidos me-diante una aproximación estadística son bastante seme-jantes a los que se utilizan en la práctica geotécnica habi-tual, deducidos mediante una estimación prudente de losvalores disponibles de ensayos, tal como se desarrolla acontinuación.

Como se decía anteriormente, desde un punto de vistaestadístico, el valor característico de un parámetro esaquel cuyo nivel de confianza es del 95%. El problema quese plantea es que, en el ámbito de la Ingeniería Geotécnica,este método estadístico no está suficientemente difundido,ya que en general en los trabajos de reconocimiento noexisten suficientes datos para realizar análisis estadísticosrigurosos.

Para soslayar este problema, se propone un método sen-cillo de evaluación de los valores característicos de los pará-metros geotécnicos basados en datos del coeficiente de varia-ción (V) recogidos en la literatura (Duncan, 2000). Elcoeficiente de variación de un parámetro se define, en el con-texto estadístico, como el cociente entre la desviación stán-dard (σ) y la media (μ) de dicho paramétro, tal como se re-coge en la siguiente expresión:

Suponiendo que los parámetros geotécnicos presentanuna distribución normal N (μ,σ), el valor característico (zK),definido como aquel cuyo nivel de confianza es del 95%, sepuede determinar mediante la siguiente expresión dada enfunción de la media (μ), del coeficiente de variación (V) y delvalor del punto porcentual 0,95 de la distribución normalN(0,1), cuantificado en 1,6449:

De acuerdo a los valores recopilados por Duncan, el coefi-ciente de variación de la cohesión puede estimarse en un va-lor próximo al 25% y el del ángulo de rozamiento en 7,5%.Estos valores permiten calcular el valor característico de lacohesión (ck) y del ángulo de rozamiento (φk) a partir de losvalores medios correspondientes (cμ, φμ), aplicando las expre-siones anteriores, que particularizadas conducen a las si-guientes resultados:

Estos valores característicos (una cohesión del 60% de lamedia y un ángulo de rozamiento del 90% de la media), de-terminados estadísticamente a partir de los valores medios,se puede entender que vienen a representar una estimaciónprudente del valor medio, lo que hace que en la prácticacoincidan los valores característicos definidos en el Eurocó-digo 7 con los valores representativos utilizados en las nor-mativas españolas que, como se señalaba anteriormente, de-ben ser cuantificados como una estimación prudente de losvalores disponibles.

A este respecto, el Apéndice 1 de la Guía de Cimentacio-nes que trata sobre el “Método de los coeficientes de segu-ridad parciales. Eurocódigos” recoge esta idea de forma si-milar al indicar que “conviene señalar que el valorcaracterístico de un determinado parámetro geotécnico,debe ser muy similar al valor que tradicionalmente (coefi-cientes globales) se ha venido usando en los cálculos geotéc-nicos”.

3.5.5. Definición de la forma de abordar la seguridadEn el Eurocódigo 7 la seguridad se evalúa comparando lacarga de proyecto de estado límite último (Vd) con la capaci-dad portante de proyecto (Rd).

La carga de proyecto de estado límite último (Vd) se de-termina, en el contexto de las cimentaciones superficiales,mayorando las acciones nominales mediante los coeficientesde seguridad parciales correspondientes (γG y γQ, en funciónde su carácter permanente o variable). Por su parte, la capa-cidad portante de proyecto (Rd) se determina mediante ex-presiones analíticas, cuyo valor se minora por los coeficien-tes de seguridad de capacidad portante (γR), en las que seutilizan valores de los parámetros geotécnicos previamenteminorados por los coeficientes de seguridad parciales de ma-teriales (γM).

4. DESCRIPCIÓN DE LOS CASOS DE ESTUDIOLa comparación de los valores resultantes de la aplicaciónde las distintas normativas se va a realizar mediante el aná-lisis de las cargas nominales o actuantes máximas que pue-den soportar una serie de cimentaciones superficiales tipo.

Las cimentaciones superficiales estudiadas tienen un an-cho B y una longitud L y están empotradas una profundidadD en un terreno homogéneo, de acuerdo con el esquema dela figura 2.

La comparación se ha realizado en las dos condiciones ex-tremas de drenaje siguientes:

Suponiendo condiciones drenadas en el terreno y conside-rando que el nivel freático está suficientemente profundo, detal manera que no afecta a la cimentación. En este caso seconsidera en el terreno de cimentación una densidad apa-rente de 20 kN/m3 y una resistencia caracterizada por unacohesión (c´) y un ángulo de rozamiento (φ´), medidos en tér-minos de tensiones efectivas. Las cargas actuantes sobre lazapata se encuentran inclinadas un ángulo δB, en la direc-ción del ancho B, y un ángulo δL, en la dirección de la longi-tud L, presentando además una excentricidad eB y eL, en lasdirecciones B y L, respectivamente.

Suponiendo condiciones no drenadas en el terreno, que sesupone saturado con una densidad saturada igual a 20kN/m3 y caracterizado por una resistencia al corte sin dre-naje Su y un ángulo de rozamiento φ=0º. Las cargas actuan-tes presentan una excentricidad eB y eL, en las direcciones By L, respectivamente. En este caso no se ha considerado in-clinación de las cargas.

c c ck

k

= ≈

= ≈

0 588 0 60

0 877 0 90

, . , .

, . , .μ μ

μ μφ φ φ

z V Vk = − = − = −μ σ μ μ μ1 6449 1 6449 1 1 6449, . , . . .( , . )

V =

σμ



FIGURA 2. Esquema de los casos analizados.

D

B

Excentricidad: eB y eL

Inclinación: δB y δL

Terrenocondiciones drenadas: γ, c´, φ´condiciones no drenadas: γsat, su

En la Tabla 11 se indican los valores numéricos dados alos parámetros que definen la geometría de la zapata (B, L yD), las características de las cargas actuantes (δB, δL, eB y eL)y las propiedades resistentes del terreno de cimentación (c´y φ´, en los casos analizados con drenaje, y Su, en el análisisrealizado en condiciones sin drenaje).

La combinación conjunta de los valores numéricos indica-dos referentes a los diferentes parámetros actuantes dacomo resultado el cálculo de 58320 casos diferentes en elcaso del cálculo con drenaje y 1296 casos en el caso del cál-culo sin drenaje (en este último caso no se ha consideradoinclinación de cargas, debido a la complejidad de cálculo delfactor ic).

Los valores de los parámetros geotécnicos recogidos en laTabla 11 se deben entender que son los valores representati-vos, de acuerdo a la terminología de la Guía de Cimentacio-nes, y los valores característicos, según la terminología em-pleada en el Código Técnico y en el Eurocódigo 7.

Por otra parte, como se ha visto anteriormente, en los di-ferentes métodos de proyecto definidos en el Eurocódigo 7,las acciones se deben mayorar por el correspondiente coefi-ciente de seguridad parcial, cuyo valor depende de si sonpermanentes o variables. Con objeto de poder efectuar loscálculos, desde un punto de vista teórico, se necesita dispo-ner del valor global de dicho coeficiente de seguridad par-cial. En la Tabla 12 se recogen los valores de cálculo corres-pondientes a cada uno de los Métodos de Proyecto que sehan utilizado en este estudio.

El valor del coeficiente de seguridad parcial de accionesutilizado en los cálculos se ha determinado suponiendo quelas cargas permanentes representan 2/3 del total, mientrasque el tercio restante corresponde a cargas variables. Por suparte, en el método de proyecto 3, se ha supuesto ademásque el 80% de las acciones son acciones estructurales mien-tras que el 20% restante procede de acciones del terreno.

5. COMPARACIÓN DE RESULTADOS OBTENIDOS

5.1. INTRODUCCIÓNUna vez establecido el marco teórico-práctico en el que sedesarrolla el cálculo de las cargas de proyecto de las cimen-taciones superficiales, en este apartado se comparan los re-sultados que se obtendrían al aplicar, por un lado, los códi-gos españoles mencionados anteriormente (R.O.M. 05-94,Guía de Cimentaciones en Obras de Carretera y CódigoTécnico) y, por otro lado, el Eurocódigo 7.

5.2. PROCEDIMIENTO OPERATIVOComo resumen operativo, se puede decir que en los tres códi-gos españoles, el factor de seguridad aplicable a la capaci-dad portante de una cimentación superficial, en situaciónpermanente, es de 3,0. Al aplicar este factor de seguridad seobtiene la denominada carga admisible de la cimentación(en relación al estado último de hundimiento) que, en el casolímite, debe coincidir con la carga actuante.



Datos geométricos Datos de las cargas Datos del terreno

B (m) L/B D (m) δB (°) δL(°) eB eL c´ (kPa) φ´ (°) Su (kPa)

1,5 1 1 0 0 0 0 0 25 25

3 1,5 2 10 10 0,10 0,10 15 27,5 50

6 2 3 20 20 0,20 0,20 30 30 100

– 4 – – – – – 45 32,5 200

– – – – – – – – 35 –

3 casos 4 casos 3 casos 3 casos 3 casos 3 casos 3 casos 4 casos 5 casos 4 casos

TABLA 11. Características de los casos analizados.

Método deProyecto

Permanentes (γG) Variables (γQ)Valor de cálculo

(γG-Q)Desfavorable Favorable Desfavorable

1

Combinación 11,35 1,00 1,50 1,40

1

Combinación 21,00 1,00 1,30 1,10

2 1,35 1,00 1,50 1,40

31,35(1)

1,00(2)

1,00(1)

1,00(2)

1,50(1)

1,30(2)1,35TABLA 12. Valor de cálculo del

coeficiente de seguridadparcial referente a las

acciones. Nota: (1) Para acciones estructurales(2) Para acciones procedentes del terreno

Este valor de la carga actuante máxima se debe compa-rar con la carga de proyecto nominal, sin mayorar por el co-rrespondiente coeficiente parcial de seguridad de acuerdo almétodo establecido en el Eurocódigo 7.

El procedimiento operativo desarrollado para tener encuenta las indicaciones dadas en el Eurocódigo 7, en cadaMétodo de Proyecto, es el siguiente: dado un terreno de ci-mentación caracterizado por una cohesión efectiva (c´) y unángulo de rozamiento (φ´), se obtienen los valores de cálculodividiendo c´ y tanφ´ por los correspondientes coeficientesparciales de seguridad (γM). Con estos últimos valores, secalcula una carga de hundimiento de la cimentación a partirde la que se obtiene, al dividirla por el correspondiente coefi-ciente de seguridad parcial de capacidad portante (γR), la ca-pacidad portante de proyecto (Rd). En el caso límite, la cargade proyecto (Vd) será igual a Rd, con lo que el valor nominalde la carga actuante será Rd dividido por el correspondientecoeficiente parcial de seguridad de acciones que de formaconjunta en este estudio se ha denominado con las letras γG-

Q y cuyo valor se ha recogido en la Tabla 12. El procedi-miento de comparación indicado se recoge en las expresionesteóricas siguientes:

donde Qanalitico es la carga que se obtiene al aplicar las expre-siones analíticas recogidas en las Tablas 1 a 8, con los pará-metros de cálculo correspondientes y Qact es la carga ac-tuante máxima deducida de la aplicación de las distintasnormativas. La denominación “EC7” se refiere al Eurocódigo7 y “N. Esp.” a las normativas españolas.

5.3. COMPARACIÓN ENTRE NORMATIVAS ESPAÑOLASEn Estaire y Perucho (2006) se compararon los resultadosobtenidos al aplicar las normativas españolas a los casos delas cimentaciones descritas anteriormente. De dicha compa-ración se deducía que, de forma global, las tres normativas

españolas proporcionan valores muy similares de las cargasadmisibles, con unas diferencias que no superan el 6%, envalores medios, aunque en casos puntuales esa diferenciapuede llegar al 30%.

5.4. COMPARACIÒN ENTRE LAS NORMATIVAS ESPAÑOLASY EL EUROCODIGO 7

5.4.1. Cálculo con drenajeEn la Tabla 13 se recogen los resultados obtenidos al com-parar las cargas actuantes en los 58320 casos analizadosde cimentación superficial con drenaje. Los resultados seindican en forma de cociente medio entre la carga actuantededucida mediante el Eurocódigo 7 y la media de dos de lasnormativas españolas (Guía de Cimentaciones y CódigoTécnico)1. De esta manera, cuanto mayor sea el valor deese cociente, mayor será la carga de proyecto del Eurocó-digo 7 respecto de las normativas españolas y cuanto máscerca del valor unidad, más se parecerán ambos procedi-mientos de cálculo. También se ha incluido el “factor de se-guridad equivalente”, entendido como el valor del factor deseguridad a aplicar en las normativas españolas para quehaya coincidencia entre los valores de la cargas actuantesmáximas determinadas por el Eurocódigo 7 y las normati-vas españolas.

El análisis de los resultados contenidos en la Tabla 13permite realizar las siguientes consideraciones:

Para todos los Métodos de Proyecto definidos en el Euro-código 7, las cargas actuantes resultantes son superiores alas deducidas mediante las normativas españolas. En las fi-guras 3 y 4 se muestra la relación existente entre las cargasactuantes deducidas por las distintas normativas en todoslos casos analizados, para los diferentes Métodos de Pro-yecto.

El Método de Proyecto en el que la carga actuante má-xima deducida del Eurocódigo 7 es mayor respecto a las nor-mativas españolas es el 1, combinación 1. En este caso lascargas deducidas a partir del Eurocódigo 7 son unas 2,2 ve-ces superior. Por el contrario, el método de proyecto en elque las cargas actuantes se parecen más a las deducidas dela normativa española es el 3, siendo en este caso, la dife-rencia únicamente del 16%.

−

=

=

=

⎧

⎨⎪

⎩⎪

⎫

⎬⎪

⎭⎪

⇒ =

− − −

= = =

−

−

Eurocódigo

V RV Q

R Q Q Q

ROM Guía Código Técnico

Q Q QF S

Q

d d

d G Q act EC

danalitico

R

act ECanalitico

G Q R

act N Esp adm N Esphund hund

7

05 94

3

7

7;.

.

. .

. .

( )

( )

( . .) ( . .)

γ

γγ γ



Método de Proyecto

Cargas Terreno Capacidadportante

Razón(1)

Factor deSeguridadequivalenteγG-Q γM γR

1 (Comb.1) 1,40 1,00 1,0 2,20 1,35

1 (Comb.2) 1,10 1,25 1,0 1,43 2,00

2 1,40 1,00 1,4 1,57 1,90

3 1,35 1,25 1,0 1,16 2,60

Nota: (1)

Razón

QMedia Q y Q

act EC

act Guía act CTE= ( )

( ) ( )( )7

TABLA 13. Comparación devalores medios de cargaactuante máxima (condicionesdrenadas)

(1) No se han tenido en cuenta los cálculos realizados con la ROM 05-94,por la dificultad existente para determinar con exactitud los valores de losfactores de inclinación de carga (véase Estaire y Perucho, 2006).

5.4.2. Cálculo sin drenaje (a corto plazo)En la Tabla 14 se recogen los resultados obtenidos al compa-rar las cargas actuantes en los 1296 casos analizados de ci-mentación superficial en terreno en condiciones sin drenaje.

En la figura 5 se muestra la relación existente entre lascargas actuantes al aplicar el Eurocódigo 7 y al aplicar la

normativa española. Como valor representativo de la cargaactuante máxima al aplicar la normativa española se ha to-mado, al igual que en el caso drenado, el valor medio de lascargas obtenidas al aplicar las indicaciones contenidas en laGuía de Cimentaciones de Obras de Carreteras y en el Có-digo Técnico.



Nota: (1)

Razón

QMedia Q y Q

act EC


( ) ( )( )7

TABLA 14. Comparación devalores medios de carga

actuante máxima (condicionesno drenadas)

FIGURA 3. Relación entre cargas actuantes calculadas mediante el Eurocódigo 7 y las normativas españolas (Método de Proyecto 1 – Combinación 1 y 2).

7.000

6.000

5.000

4.000

3.000

2.000

1.000

0

Método de Proyecto 1Combinación 1

0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500

Carga actuante (kPa)Media (Guía - CTE)

Car

ga a

ctua

nte

- Eur

ocód

igo

7 (k

Pa)

4.000

3.500

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

500

0

Método de Proyecto 1Combinación 2

0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500


Car

ga a

ctua

nte

- Eur

ocód

igo

7 (k

Pa)

FIGURA 4. Relación entre cargas actuantes calculadas mediante el Eurocódigo 7 y las normativas españolas (caso drenado). (Métodos de Proyecto 2 y 3).

5.000

4.500

4.000

3.500

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

500

0

Método de Proyecto 2

0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500


Car

ga a

ctua

nte

- Eur

ocód

igo

7 (k

Pa)

3.500

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

500

0


0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500


Car

ga a

ctua

nte

- Eur

ocód

igo

7 (k

Pa)

Método deProyecto

Cargas Terreno Cap. portanteRazón(1)

Factor deSeguridadequivalenteγG-Q γM γR

1 (Comb.1) 1,40 1,00 1,0 2,14 1,40

1 (Comb.2) 1,10 1,25 1,0 1,98 1,35

2 1,40 1,00 1,4 1,53 1,95

3 1,35 1,25 1,0 1,63 1,65

El análisis de estos resultados permite realizar las si-guientes consideraciones:

Al igual que en el caso drenado, para todos los Métodos deProyecto definidos en el Eurocódigo 7, las cargas actuantes re-sultantes al aplicar el Eurocódigo 7 son superiores a las deduci-das mediante las normativas españolas en el caso no drenado.

Al igual que en el caso drenado, el Método de Proyecto enel que la carga actuante máxima deducida del Eurocódigo 7es mayor respecto a las normativas españolas es el 1, combi-nación 1. En este caso las cargas deducidas a partir del Eu-rocódigo 7 son unas 2,1 veces superior.

El Método de Proyecto en el que las cargas actuantes se pa-recen más a las deducidas de la normativa española ya no es el3 como en el caso drenado, sino el 2, con una “Razón” próxima a1,5. En el Método 3 se obtiene una diferencia notable de valoressegún las normativas, con una “Razón” próxima a 1,6.

Cabe señalar que tanto la Guía de Cimentaciones comola R.O.M. permiten adoptar unos coeficientes de seguridadal hundimiento algo inferiores a 3 (2.6 en el caso de la Guía

de Cimentaciones y 2.4 en el caso de la R.O.M.), para los cál-culos a corto plazo, considerando que se trata de etapastransitorias. Si se hubiera adoptado estos coeficientes en loscálculos realizados la diferencia que se habría obtenido en-tre la carga actuante según la normativa española y segúnel Eurocódigo sería algo inferior.

5.5. PROPUESTA DE VALORES DE LOS COEFICIENTES PARCIALESDE SEGURIDAD

Otro aspecto que se puede abordar es la determinación delos valores de los diferentes coeficientes de seguridad parcia-les (γG, γQ, γM, γR) relativos a la cohesión y a la tangente delángulo de rozamiento que hacen que las cargas de trabajodeducidas del Eurocódigo 7 y de las normativas españolassean, en promedio, iguales o, al menos, muy semejantes, esdecir, que el parámetro denominado “Razón”, anteriormentedefinido, tenga valor unidad.

En la Tabla 15 se han recogido unos posibles valores dedichos coeficientes de seguridad parciales, para los cálculos



FIGURA 5. Relación entrecargas actuantes calculadasmediante el Eurocódigo 7 y

las normativas españolas(caso no drenado).

1.000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

Método de Proyecto 1 Combinación 1

Método de Proyecto 1 Combinación 2



Carga EC 7 (1.1)=2.139´`Media (GCC-CTE)

Carga EC 7 (1.2)=1.983´`Media (GCC-CTE)

Carga EC 7 (3)=1.628´`Media (GCC-CTE)

Carga EC 7 (2)=1.526´`Media (GCC-CTE)

0 100 200 300 400 500Carga actuante (kPa)Media (GCC - CTE)

Car

ga a

ctua

nte

- Eur

ocód

igo

7 (k

Pa)

Método de Proyecto

Cargas Terreno Capacidadportante Razón(1)

γG-Q Tan φ´ c´ γR

1 (Comb.1) 3,00 (1,40) 1,00 1,00 1,0 1,03

1 (Comb.2) 1,10 1,40 (1,25) 1,70 (1,25) 1,0 0,99

2 1,40 1,00 1,00 2,2 (1,4) 1,00

3 1,35 1,30 (1,25) 1,50 (1,25) 1,0 1,00

Notas: (1)

Razón

QMedia Q y Q

act EC


( ) ( )( )7 TABLA 15. Propuesta de

valores de coeficientes deseguridad parciales(condición drenada).(2) Los valores entre paréntesis son los indicados en el Eurocódigo 7

en condiciones drenadas, junto con el valor que se deducedel cociente entre las cargas calculadas mediante el Eurocó-digo 7 y las normativas españolas que, en este caso, es pró-ximo a la unidad.

Por su parte, en la Tabla 16 se han recogido parejas de va-lores de coeficientes de seguridad parciales (γM y γR) relativos,respectivamente, a la resistencia al corte sin drenaje para lascondiciones no drenadas (γM) y a la capacidad portante (γR),junto con el valor que se deduce del cociente entre las cargascalculadas mediante el Eurocódigo 7 y las normativas españo-las.

6. CONSIDERACIONES SOBRE EL ESTADO LÍMITE DE SERVICIOEvidentemente, un paso adicional a realizar es la comprobaciónde que la carga actuante máxima, deducida mediante el estadolímite último de hundimiento, cumple los estados límite de ser-vicio correspondientes. Este aspecto no se ha contemplado eneste estudio de forma directa para facilitar las comparaciones,ya que su análisis pormenorizado requeriría la definición de losvalores de los parámetros deformacionales del terreno.

7. CONCLUSIONES• En todos los casos analizados, e independientemente

del Método de Proyecto elegido, las cargas actuantesmáximas deducidas del Eurocódigo 7 son mayores quelas obtenidas a partir de las normativas españolas.

• Dichas diferencias oscilan entre 16 y 120% para el casode los cálculos correspondientes a terrenos con drenajey entre 52 y 115%, para cálculos sin drenaje.

• En los cálculos correspondientes a terrenos con drenaje,el Método de Proyecto del Eurocódigo 7 que proporcionaresultados más parecidos a las normativas españolas esel 3, con una diferencia del 16%, mientras que el Mé-todo 1 (combinación 1) es el más divergente, con una di-ferencia media del 120%.

• Por su parte, en los cálculos sin drenaje, el Método deProyecto más convergente con las normativas españo-las es el 2, con una diferencia del 52%, siendo el Método1 (combinación 1) el más divergente con una diferenciadel 115%.

• En la Tabla 17 se recoge una propuesta de valores delos coeficientes de seguridad parciales que se podríanadoptar para que las cargas actuantes máximas deduci-das de las normativas españolas y del Eurocódigo 7coincidieran.

8. REFERENCIASBrinch Hansen, J. (1970). “A Revised and Extended Formulafor Bearing Capacity.” Danish Geotechnical Institute Bulletin,n 28.

Código Técnico de la Edificación. Documento Básico DB-4 “Ci-mentaciones” (2006). Ministerio de Fomento.

Duncan, J.M. (2000) “Factors of Safety and Reliability in Geo-technical Engineering”. Journal of Geotechnical and Geoenvi-romental Engineering. Vol 126, No4, April, 2000, pp. 307-316.

Estaire Gepp, J. y Perucho Martínez, A. “Comparación del di-mensionamiento de cimentaciones superficiales aplicando lasdiferentes normativas españolas.” Ingeniería Civil, nº

Eurocode 7. Geotechnical design. prEN 1997-1:2004:E (2004).CEN.

Guía de Cimentaciones de Obras de Carreteras (2002). Minis-terio de Fomento.

Recomendaciones Geotécnicas para el Proyecto de ObrasMarítimas y Portuarias”, ROM 0.5-94 (1994). Ministerio deObras Públicas, Transportes y Medio Ambiente, Puertos delEstado.

Terzaghi, K. (1943) “Theoretical Soil Mechanics”, John Wi-ley & Sons, New York.



Método de Proyecto

Cargas Terreno Cap. portanteRazón(1)

γG-Q γM (Su) γR

1 (Comb.1) 3,00 (1,40) 1,00 1,0 1,00

1 (Comb.2) 1,10 3,00 (1,40) 1,0 0,99

2 1,40 1,00 2,14 (1,4) 0,99

3 1,35 2,40 (1,40) 1,0 0,99

TABLA 16. Propuesta devalores de coeficientes de

seguridad parciales(condición no drenada).

Nota: Los valores entre paréntesis son los indicados en el Eurocódigo 7

Método de Proyecto

Cargas Terreno Cap. portante

γG-Q Tan φ´ c´ Su γR

1 (Comb.1) 3,0 (1,4) 1,0 1,0 1,0 1,0

1 (Comb.2) 1,1 1,4 (1,25) 1,7 (1,25) 3,0 (1,4) 1,0

2 1,4 1,0 1,0 1,0 2,1 (1,4)

3 1,35 1,3 (1,25) 1,5 (1,25) 2,4 (1,4) 1,0

TABLA 17. Propuesta devalores de coeficientes deseguridad parciales paraaplicación en el Eurocódigo 7.

Nota: Los valores entre paréntesis son los indicados en el Eurocódigo 7

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1. ¿QUÉ ES LA TENSEGRIDAD?La definición del término Tensegridad es esencial para todaslas futuras consideraciones que se harán a lo largo de estaobra, o de cualquier trabajo que trate sobre ella. Que una es-tructura sea considerada como tensegridad o no, es algo quedepende directamente de la definición aceptada de entre to-das las emitidas durante los últimos 50 años. De hecho,desde hace dos décadas, infinidad de estructuras, sistemas yfenómenos naturales han sido denominados empleando estevocablo, cuando realmente no lo eran ni se le acercaban.

Diversas definiciones han sido establecidas por diferen-tes especialistas en la materia. El autor [1], en un intento deexplicar clara pero detalladamente lo que denota la palabra“tensegridad”, sugiere definirla así:

La Tensegridad es un principio estructural basadoen el empleo de componentes aislados comprimidosque se encuentran dentro de una red tensada conti-nua, de tal modo que los miembros comprimidos (ge-neralmente barras) no se tocan entre sí y están uni-dos únicamente por medio de componentestraccionados (habitualmente cables) que son los quedelimitan espacialmente dicho sistema.

En todo caso, el mejor modo para entender lo que es ycómo funciona un sistema tensegrítico es examinando unmodelo o, mejor, construyéndolo.

Aunque mostrar estas construcciones de modo gráfico nosea tan ilustrativo, pues no permite analizar su geometríatridimensional, palparlos o deformarlos y ver su reacción, lafigura 1 muestra una escultura realmente espectacular ysorprendente de Kenneth Snelson [2], uno de los padres dela compresión flotante, como él lo llamaría. Las barras estánflotando en el aire, tan sólo sujetas mediante cables a otrasbarras... ¡que también flotan en el aire! No existe un soportesólido y rígido que las vaya apuntalando; ese puñado de va-rillas y tendones, aparentemente caótico, conforma una vigaen voladizo que da la sensación de que se va a caer en cual-quier momento, a la primera ráfaga de viento.

Quizás sea precisamente esto lo que a la gente le entu-siasma de la Tensegridad, contemplar este fenómeno “má-gico” que son incapaces de entender.

2. ORIGEN E HISTORIA: LA CONTROVERSIAProbablemente, lo más conocido de la Tensegridad no seansus fundamentos técnicos ni su potencial funcionalidad, sinola controversia generada en torno a su origen y, más concre-tamente, a la autoría de su descubrimiento.

Tres hombres han sido considerados los inventores de laTensegridad: Richard Buckminster Fuller, David GeorgesEmmerich y Kenneth D. Snelson. Aunque todos ellos hanclamado para sí el privilegio de ser el primer descubridor, elsegundo de ellos, Emmerich (Debrecen, Hungría, 1925-1996) evidenció que el primer prototipo de sistema tensegrí-tico, denominado “Gleichgewichtkonstruktion”, fue creadopor Karl Ioganson en 1920.

Estructuras tensegríticas:ingeniería y arquitectura novedosas

VALENTÍN GÓMEZ JÁUREGUI (*)

TENSEGRITY STRUCTURES: NEW ENGINEERING AND ARCHITECTUREABSTRACT Tensegrity structures are really amazing: they are made of struts floating in the air, only linked by cables toother bars that, curiously, float in the air too. Maybe this is the main reason why people like Tensegrity so much, observing a“magic” phenomenon that they are not able to understand. This paper is an introduction to these “floating compression”systems: trying to make the controversial origins and authorship clearer, understanding the structural and physicalprinciples, making a first classification of different types of tensegrities, analyzing its presence in Science and Arts andfinally, studying its future applications in Engineering and Architecture. In summary, this paper pretends to be a guide toexplain the basics of this new world that is starting to develop.

(*) Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. MSc [email protected]

RESUMEN Las estructuras tensegríticas [1] son realmente asombrosas: constan de barras que están flotando en el aire, tansólo sujetas mediante cables a otras barras que, curiosamente, también flotan en el aire. Quizás sea precisamente esto loque a la gente le entusiasma de la Tensegridad, contemplar este fenómeno “mágico” que son incapaces de entender.Esta comunicación sirve de introducción a estos sistemas de “compresión flotante”: indaga en su controvertido origen y au-toría, profundiza en sus fundamentos físicos y estructurales, clasifica y ordena los diferentes tipos de tensegridades, ana-liza su presencia en la ciencia y el arte y finalmente aborda sus actuales y futuras aplicaciones en ingeniería y arquitec-tura. En definitiva, pretende ser una guía que oriente en este nuevo mundo que se abre camino.


Palabras clave: Tensegridad, Estructuras, Tensión, Compresión flotante, Kenneth Snelson.

Durante el verano de 1948, Fuller trabajó como profesor,sustituyendo a otro docente que hubo de ausentarse, en elBlack Mountain College (Carolina del Norte, EEUU); aun-que no muy conocido por entonces, era un carismático y pe-culiar inconformista que ejercía de arquitecto, ingeniero,matemático, cosmólogo, poeta e inventor (registrando 25 pa-tentes a lo largo de su vida). Por su parte, Snelson era poraquella época un estudiante de artes plásticas de la Univer-sidad de Oregón, que por diversas circunstancias atendió lasclases de modelos geométricos impartidas por Fuller. Tal ycomo él mismo reconoce 40 años después, mortificándose porello en cierto modo, Snelson quedó prendado de lo queaprendió en aquellas clases y por eso, profundamente in-fluido por dichas enseñanzas, durante el siguiente otoño co-menzó a estudiar diversos modelos tridimensionales. Comoresultado, creó esculturas de diversas índoles bajo la in-fluencia de Calder, Albers y Fuller, que fueron evolucio-nando progresivamente hasta que finalmente acabaron ge-nerando un nuevo tipo de estructura hasta entonces nuncaconcebida. En sus propias palabras, “elementos sólidos fija-dos entre sí en el espacio, sustentados uno con el otro única-mente por medio de miembros en tracción. Estaba bastanteimpresionado con lo que había realizado”.

Cuando al verano siguiente le mostró su trabajo a Fu-ller para preguntarle por su opinión, éste se dio cuenta deque tenía ante sus ojos la respuesta a la pregunta que sehabía estado planteando durante largo tiempo. En pala-bras del profesor: “Durante 21 años, antes de conocer aKenneth Snelson, yo había estado indagando en los concep-tos de la Tensegridad (…). A pesar de mi descubrimiento,designación y desarrollo tanto de la geometría vectorial

multidimensional como de la Tensegridad tridimensional,había sido incapaz de integrar ambas y así descubrir laTensegridad multidimensional de cuatro, cinco y seis ejesde simetría.” (Fuller, 1961).

Al mismo tiempo, pero independientemente, David Geor-ges Emmerich, probablemente inspirado en la estructura deIoganson antes mencionada, empezó a investigar diferentestipos de estructuras basadas en prismas tensados y siste-mas tensegríticos más complejos, que él denominaría “struc-tures tendues et autotendants”, o estructuras tensadas yauto-pretensadas. Como resultado, definió y patentó sus “re-des auto-pretensadas”, que eran exactamente la mismaclase de esculturas sobre las que estaban trabajando Snel-son y Fuller al otro lado del Atlántico.

Incluso aunque al principio Fuller mencionara a Snelsoncomo el autor del descubrimiento, después de un tiempo em-pezó a hacer referencia al mismo como “mi Tensegridad”. Dehecho, Tensegrity es un término que él mismo acuñó en1955 como contracción de “Tensional Integrity” (IntegridadTensional), de modo que aludiendo a ello con el nombre queél eligió, insinuaría sutilmente al mundo que el invento erasuyo. “Crear este extraño nombre era su estrategia paraapropiarse de la idea como si fuera suya”, cita Snelson envarias ocasiones.

Obviamente, su pupilo se quedó bastante desconcertado.A finales de 1949, Fuller escribió a Snelson comentándoleque su nombre pasaría a los anales de la historia, pero algu-nos años más tarde cambiaría de opinión, insinuando a sualumno que se mantuviera en el anonimato durante algúntiempo más. En esta tesitura, Snelson se vio empujado a in-sistir en que se reconociera su esencial aportación, lo que

ESTRUCTURAS TENSEGRÍTICAS: INGENIERÍA Y ARQUITECTURA NOVEDOSAS


FIGURA 1. “Sleeping Dragon”de Kenneth Snelson.Imagen tomada de

www.kennethsnelson.net.

consiguió durante la exposición de algunas de las obras deFuller instalada en el Museo de Arte Moderno de NuevaYork (MOMA) en 1959. Así pues, por fin se dio crédito públi-camente a su contribución respecto al nacimiento de la Ten-segridad.

Un par de años más tarde, Fuller se referiría de nuevo aSnelson en los siguientes términos: “(…) en un momentoimportante, durante mi exploración de las estructuras decompresión-discontinua tensióncontinua, mi colega Ken-neth Snelson aportó una ayuda intuitiva extraordinaria, ypor ello debe ser oficialmente mencionado en el discursoformal de mis ideas sobre el descubrimiento de la Tensegri-dad.”

¿Quién inventó la Tensegridad? ¿O quién la descubrió?Resulta evidente que la respuesta no es tan evidente. Al au-tor se le ocurre, sin ánimo de ser original en sus afirmacio-nes, que fue la sinergia (término empleado muy frecuente-mente por Fuller) generada por la suma de esfuerzos delprofesor y el estudiante lo que propició el origen de la Tense-gridad. Para zanjar el asunto, se podría considerar que la in-vención de las tensegridades corresponde a Kenneth Snel-son mientras que el descubrimiento de la Tensegridad sedebió a Buckminster Fuller.

3. DEFINICIONES Y PRINCIPIOS BÁSICOSDurante muchos años, algunos autores han estado buscandouna “definición definitiva” de Tensegridad que no sea ambi-gua y pueda ser aceptada por toda la comunidad científica.Es esencial especificar de un modo preciso lo que es una es-tructura tensegrítica porque, dependiendo de lo que se en-tienda por ello, una misma estructura podría ser conside-rada como un verdadero o falso ejemplo de este tipo deconstrucciones.

3.1. DEFINICIONESLas primeras disquisiciones sobre la Tensegridad, ya citadasen los capítulos precedentes, fueron dadas por los propiosautores de las patentes intentando explicar lo que habíandescubierto.

En su artículo “Tensegrity” [3], Buckminster Fuller expli-caba profusamente los principios y conceptos básicos que go-bernaban los sistemas “tensionales-integrales”, pero no con-siguió dar una definición concisa de los mismos. Noobstante, también empleó una breve frase que desde enton-ces ha pasado a los anales de la historia de la Tensegridad:“Los elementos en compresión devienen pequeñas islas en unmar de tensión” (ibid). Algunos años más tarde, da otra ex-plicación más extensa en su libro “Synergetics” [4]: “La Ten-segridad define un principio de relación estructural en elcuál la forma de la estructura está garantizada por el conti-nuo y finitamente cerrado comportamiento de los elementostraccionados del sistema y no por el discontinuo y localizadocomportamiento de sus elementos comprimidos.” (Fuller,1975b, 700.011).

Otro de los “padres” de la Tensegridad, David G. Emme-rich, expuso en su patente que la invención podría ser des-crita de un modo no restrictivo, es decir, mediante el uso deejemplos, algunos de los cuales fueron incluidos gráfica-mente en dicho documento. De este modo, evitaba la difíciltarea de dar una definición concisa al respecto.

Quizás fue Kenneth Snelson, el tercero en discordia y elprimero en construir el “Simplex” (fig. 2), el más claro a lahora de enunciar una definición. Aunque prefiriera evitar eltérmino tensegridades, acuñado por Fuller, y aludir a ellascomo “estructuras de compresión flotante”, las describecomo sigue: “La Tensegridad describe un sistema estructuralcerrado compuesto por un conjunto de tres o más barrascomprimidas dentro de una red de tendones atirantados, es-tando ambas partes mutuamente combinadas de tal suerteque las barras no se tocan entre sí pero empujan de dentrohacia fuera contra los nudos de dicha red atirantada paraasí formar una firme, triangulada y pretensada unidad detensión y compresión.”

Algunos años más tarde, Anthony Pugh [5] describió laTensegridad de forma bastante sintética y precisa, siendo sudefinición aceptada casi universalmente por el resto de espe-cialistas por su correcta y clara constitución, probablementela primera de su clase: “Un sistema tensegrítico se establececuando un conjunto discontinuo de componentes sometidos a



FIGURA 2. Representacionesenantiomórficas del“Símplex”: dextrorso ysinistrorso.

compresión interactúa con un conjunto continuo de elemen-tos sometidos a tracción definiendo un volumen estable en elespacio.” (Pugh, 1976, p.3).

Por último, René Motro [6] se propuso distinguir dos con-ceptos bien diferentes. Este ingeniero francés hizo la distinciónentre la definición “basada en las patentes” y la definición “ex-tendida”. Esta última tiene algunos puntos en común con laque diera Anthony Pugh, pero añade otros matices: los ele-mentos comprimidos se encuentran dentro de la continua redatirantada y el sistema es estable por sí mismo, lo que permiteque esté en equilibrio independientemente de reacciones ex-ternas. Como resultado, René Motro explica lo siguiente: “Unsistema tensegrítico es un sistema que está en equilibrio, es es-table por sí mismo y comprende un conjunto discontinuo decomponentes comprimidos dentro de un conjunto continuo decomponentes atirantados.” (Motro, 2003, p. 19).

3.2. CARACTERÍSTICAS GENERALESSi considerásemos a esta última enunciación como suficiente-mente clara y concisa, sería posible hacer la distinción entreverdaderas y falsas tensegridades, dadas sus características.Resulta de interés desgranar uno a uno los conceptos engloba-dos en dicha descripción, tal y como su autor sugiere:En equilibrio y estable por sí mismo: Equilibrio estable por-que el sistema puede recuperar su posición original despuésde que alguna acción externa lo haya alejado de ella; y por símismo porque dicho equilibrio es independiente de cual-quier condición ajena al mismo, no depende de fuerzas ex-ternas, ni siquiera de la gravedad o de anclaje alguno, de-bido a su estado de pretensado inicial. Es estable incluso enel espacio fuera de la atmósfera.Componentes: este término se opone al de “elemento”, em-pleado en otras definiciones, ya que igual que generalmentese trata de una barra o un cable, también puede hacer refe-rencia a una membrana, un volumen de aire, un átomo o unensamblaje de componentes más elementales.Comprimidos o traccionados: en lugar de comprimidos ytraccionados, porque la clave está en que cada componente,en su totalidad, ha de trabajar a compresión o a tracción, noa ambas a la vez o de forma mixta (como podría ser conside-rada la flexión).Tensión continua y compresión discontinua: ya que, como seha comentado, los componentes comprimidos han de estaraislados entre sí, mientras que los que están sometidos atracción crean un “océano” de tensión sin discontinuidad en-tre nudos.Dentro: Este es un concepto crucial puesto que permitirá di-ferenciar entre dos tipos de estructuras básicas: Motro esta-blece que un sistema es tensegrítico cuando todos sus com-ponentes comprimidos están dentro del propio sistema, esdecir, cuando los componentes que conforman sus bordes ex-teriores están sometidos a tracción. Algunos ejemplos seilustran en las figs 2, 4 y 6.

Esta última característica es vital puesto que es lo quenos permite, por ejemplo, considerar a la cubierta másgrande del mundo, la “Georgia Dome” en Atlanta (fig. 3)como una pura o como una falsa tensegridad. Algunos puris-tas no consideran que sea tensegrítica dado que está an-clada a un anillo de compresión alrededor del entramado decables y barras y que, consecuentemente, su contorno noestá traccionado. Así pues, según esta opinión, estaría in-cluida más apropiadamente en el ámbito de las estructuraspretensadas, como una “cubierta de barras y cables” másque como una “cubierta tensegrítica”.

3.3. PRINCIPIOS BÁSICOS

3.3.1. Principales ConceptosHasta el siglo pasado, las técnicas y filosofías constructivashabían sido relativamente simples: todo se mantenía er-guido en su lugar por acción del peso de los materiales,luego la continuidad tensional era de carácter eminente-mente compresivo. Las estructuras tensegríticas están enfo-cadas desde una perspectiva diametralmente opuesta. Enlugar de emplear una estrategia de “peso y empuje” estánideadas como un “sistema de tensiones equilibradas omnidi-reccionales” [7]. Yendo aún más lejos, se podría decir que notienen que estar apoyadas en lugar alguno ya que están pre-tensadas y disfrutan de un equilibrio interno propio, luegono dependen de la gravedad para asegurar su propia estabi-lidad; la tensión generada por la atracción terrestre es reem-plazada por las tensiones multidireccionales de cada uno desus miembros.

3.3.2. Algunas analogíasLos principios de la Tensegridad se puede llegar a compren-der de forma más intuitiva mediante el empleo de analogías.La más común de todas ellas es la comparación entre las es-tructuras neumáticas y las tensegríticas. Existe la teoría deque las construcciones inflables son en sí tensegridades por-que son sistemas auto-equilibrados compuestos por una su-perficie tensada exterior que alberga átomos de gas que secomportan como componentes comprimidos discontinuosTanto las tensegridades como los neumáticos son comprimi-bles, expandibles, elásticos, ligeros, provistos de equilibriopropio y de la capacidad de distribuir las tensiones locales.

La segunda analogía empleada para intentar explicar losconceptos fundamentales de la Tensegridad es la de la ruedade radios. Fuller recurría a esta comparación muy a menudoya que estaba convencido de que este ejemplo inauguró unanueva era de pensamiento en términos tensionales: compre-sión discontinua y tracción como sustento principal.

En contra de las creencias populares, el principal meca-nismo de que hace uso la rueda de radios para transmitir lascargas no es el de la compresión de los radios inferiores; dehecho, las fuerzas que ha de soportar la rueda, aplicadas ensu eje central, son resistidas por los radios superiores traba-jando a tracción. Como resultado, la llanta exterior intentaovalarse, por lo que los radios horizontales, también medianteun esfuerzo de tracción, sirven para evitar tal deformación,mientras que la llanta se ve comprimida localmente.



FIGURA 3. Georgia Dome, del estadio de los Falcons de Atlanta, la mayorcúpula del mundo.

3.3.3. Creación de los modelos más simplesEl caso más primitivo y ancestral de las estructuras preten-sadas no fue la rueda de radios, sino la cometa. Este ju-guete, que se empleó ya en tiempos remotos, tiene su funda-mento en dos ligeros travesaños ubicados en forma de cruzque se rigidizan por medio de una cuerda tensada que unelos cuatro extremos en forma de cuadrilátero. Nos encontra-mos, pues, con una estructura bidimensional que no puedeser considerada una tensegridad ya que sus dos elementoscomprimidos se están tocando por su zona central.

No es una coincidencia, por tanto, que Snelson obtuvierasu primera escultura tensegrítica a raíz de experimentarcon módulos en forma de cometa hechos de madera. Tal esasí que en su patente empleó estos módulos en forma de Xpara explicar cómo se podían construir torres de tensióncontinua-compresión discontinua y para describir el procesocon el que se puede obtener la estructura tensegrítica mássencilla, el “Símplex”, también denominado “Equilibrio Ele-mental” o “Prisma-T de 3 Barras” (fig. 2).

3.3.4. Análisis estáticoPara entender el comportamiento de equilibrio estable inde-pendiente de reacciones externas, es necesario realizar unanálisis estático de las fuerzas de tensión y compresión queintervienen en cada nudo. Cada vértice en cuestión ha de es-tar en equilibrio para así dotar de estabilidad total a cadaelemento y, así, a la estructura. En ocasiones, un estudiomecánico pormenorizado puede resultar excesivamente com-plejo dado el alto número de elementos y de nudos, las im-portantes deformaciones que se dan lugar y el comporta-miento no lineal del sistema, lo que hace conveniente el usode ordenadores y programas informáticos diseñados alefecto.

La figura 2 puede servir de ilustración de las fuerzas queentran a formar parte en este tipo de análisis. Cada barraestá sometida a la tensión que generan sobre ella los tiran-tes atados a sus extremos. Como en toda celosía tridimensio-nal, en cada nudo, y para cada barra, debe haber al menostres cables que garanticen su estabilidad (aunque las condi-ciones de equilibrio de barras sujetas a tan sólo dos cables esposible y fue demostrada con la construcción del Skylon dela Exposicion Británica de Londres de 1951). Y así fue seña-lado por Snelson: “Sé que necesito un mínimo de tres cablesen cualquier extremo de cada barra”. La resultante de cadatríada de fuerzas en cada nudo, añadido a la insignificanteinfluencia del peso de los componentes, ha de estar alineadocon el eje longitudinal de cada barra, porque de otro modoestás estarían sometidas a una fuerza oblicua que generaríaun momento flector en las mismas, y provocaría que el sis-tema, inestable, intentase acomodarse a las tensiones inter-nas hasta encontrar el equilibrio.

El mismo razonamiento podría ser aplicado a los tiran-tes, los cuales están atados a los extremos de dos barras ybajo la influencia de, al menos, otros dos cables más porcada nudo. Como consecuencia, cada tendón se encuentra enequilibrio si está sometido a una determinada tensión quesuele estar ocasionada por un esfuerzo de pretensado.

Para una revisión en detalle de todo este análisis, sepuede recurrir a bibliografía especializada, ya que la exten-sión de los razonamientos no hacen aconsejable su inclusiónen esta obra. Por ejemplo, recientemente Mark Schenk resu-mió y comparó los métodos cinemático y estático para esta-blecer el equilibrio de las estructuras tensegríticas simétri-cas, citando a su vez los trabajos tanto de Murakami comode Connelly y Terrel respectivamente.

3.4. PROPIEDADES• Las tensegridades destacan por su ligereza en com-

paración a otras estructuras de similar resistencia o,si se prefiere, tienen una gran capacidad portante sise comparan a otras estructuras de peso análogo.

• No existen elementos redundantes, puesto que cual-quier nuevo tendón añadido a la estructura sirvepara conferirle de mayor rigidez.

• Como ya se ha dicho, no dependen de la gravedadgracias a su auto-equilibrio, luego no requieren deningún anclaje o fijación para mantener su forma ogeometría. Son, pues, sistemas estables en cualquierposición.

• La mayoría de los sistemas tensegríticos son enantio-mórficos. Esto significa que aparecen con igual geo-metría pero dispuesta en sentido inverso (dextrorso ysinistrorso), como si de una simetría especular setratara (fig. 2). Por ejemplo, la mano izquierda y lamano derecha son enantiomórficas, ya que son idén-ticas sin ser superponibles.

• Módulos elementales tensegríticos pueden ser en-samblados juntos para así conformar torres, empa-rrillados o conglomerados tensegríticos compuestospor iguales o distintas figuras elementales.

• Cuanto mayor sea el pretensado de un sistema tense-grítico, mayor será su capacidad portante o resis-tente.

• El grado de tesado del pretensado es directamenteproporcional a la cantidad de espacio ocupado.

• Debido a que los componentes a compresión son dis-continuos, sólo trabajan localmente; la compresiónestá ceñida a líneas de acción cortas y específicas,luego éstos no son susceptibles de colapsar por pan-deo.

• Por la razón argüida en el punto anterior, la disconti-nuidad de los esfuerzos de compresión, las tensegri-dades no sufren torsión alguna.

• Poseen la propiedad de la sinergia, donde el compor-tamiento de todo el conjunto no es predecible a partirdel comportamiento de sus componentes considera-dos individualmente.

• La resiliencia o rigidez de la estructura depende delos materiales empleados y de su modo de ensam-blarlos, pudiendo resultar, en función de ellos, muyflexibles y maleables o de gran rigidez y firmeza.

• Debido a esta característica, son muy sensibles a lasvibraciones, especialmente bajo cargas dinámicas.

• Tienen la capacidad de responder globalmente comoun todo, por lo que cualquier carga puntual a la quese les someta es transmitida uniformemente y absor-bida por toda la estructura.

• La “elasticidad multiplicativa” es una propiedad in-herente a las tensegridades: cuando se separan dosbarras una cierta distancia, el acortamiento de lostendones es muchísimo menor que esta distancia.

• La respuesta a las cargas impuestas es no lineal.Como resultado, son más flexibles a cargas modera-das, pero su rigidez aumenta rápidamente a medidaque dicha fuerza aumenta, como le sucede a lospuentes colgantes.

• Algunas tensegridades, bajo cargas axiales, experi-mentan una rotación de sus elementos en torno a di-cho eje. El sentido de la rotación depende del tipo deenantiomorfismo de la figura (dextrorso o sinis-trorso).



3.4.1. Ventajas• La red de tensiones multidireccionales encierra y asi-

mila los esfuerzos volubles que aparecen en la estruc-tura, por lo que no hay puntos de debilidad local.

• Dada la capacidad de comportarse como un todo, resultaextremadamente factible el empleo de materiales deforma económica y rentable, ofreciendo altos valores re-sistentes para una reducida cantidad de material.

• Como apuntara Fuller, las tensegridades no sufren atorsión, y el pandeo es un fenómeno raramente pre-sente en ellas debido a la reducida esbeltez de sus ele-mentos comprimidos.

• Las fuerzas que aparecen en el conjunto, se transmi-ten a través de la distancia más corta entre los puntosenglobados en el fenómeno resistente, razón ésta porla que se dice que sus miembros están posicionados dela forma más adecuada para soportar dichas cargas.

• El hecho de que estas estructuras vibren ostensible-mente en todo su conjunto indica que están transfi-riendo fuerzas muy rápidamente, y por tanto dichosesfuerzos no aparecen localmente.

• Esto es muy indicado para aquellos casos en los quesea necesario absorber impactos o vibraciones sísmi-cas. Consecuentemente, serían muy útiles en áreassusceptibles de sufrir terremotos, movimientos de tie-rra, erupciones volcánicas, etc.

• Tienen una excepcional capacidad para crear sistemasmás complejos mediante el ensamblaje de otros mássimples.

• Para estructuras a gran escala, el proceso constructivose vería importantemente facilitado al no necesitar di-chas construcciones de andamiajes adicionales.La pro-pia estructura sirve de andamio para sí misma.

• La indeterminación cinemática de las tensegridades es,en ocasiones, una ventaja. En sistemas plegables, sólouna pequeña cantidad de energía sería necesaria paracambiar su configuración, ya que la forma cambia con elequilibrio de la estructura y viceversa. Al hilo de esto,Skelton y Sultan han estado estudiando el uso de siste-mas tensegríticos como sensores y activadores.

3.4.2. Inconvenientes• Las agrupaciones tensegríticas aún han de resolver el

problema de la congestión de barras. A medida que al-gunos diseños crecen en tamaño, sus montantes em-piezan a interferirse entre ellos.

• Se constata, según Ariel Hanaor, un “relativamentealto grado de deformaciones y escasa eficiencia del ma-terial, en comparación con estructuras convencionalesgeométricamente rígidas”.

• La compleja fabricación de estas construcciones estambién una barrera para el desarrollo de las mismas.Las configuraciones esféricas y abovedadas son com-plicadas de ejecutar.

• Para mantener el estado de auto-tensión, es necesariosometerlas a un estado de pretensado que requeriríade fuerzas muy elevadas para su estabilidad, especial-mente para aquellas de grandes dimensiones.

4. APLICACIONES EN INGENIERÍA Y ARQUITECTURAAunque en este apartado sólo se citen algunos ejemplos re-presentativos de cada una de las aplicaciones que tiene laTensegridad, el lector avezado sabrá entender que esto essólo una somera muestra del prometedor potencial que tieneeste tipo de estructuras.

4.1. CÚPULASProbablemente, uno de los mejores libros sobre cúpulas fueeditado por Z.S Makowski en 1984, “Analysis, Design andConstruction of Braced Domes”. Resulta realmente signifi-cativo el hecho de que no menciona a las cúpulas tensegríti-cas, aunque sí se haga eco de las patentes de Fuller y lostrabajos de Pugh y Kenner. Que este punto sirva para ilus-trar el grado de reconocimiento que tienen este tipo de es-tructuras.

Además de las cúpulas de barras y cables, también deno-minadas cubiertas de cables radiales, como la GeorgiaDome, existen otro tipo de cubiertas puramente tensegríti-cas. Llegados a este punto, es importante mencionar la laborde investigación de Robert W. Burkhardt sobre este tema.

Aparte de otras obras, destaca entre ella el desarrollo de“A Technology for Designing Tensegrity Domes and Spheres”[8], dedicado al diseño de cúpulas y esferas de compresión fl-totante y que está en continua actualización. Dicho autor secentra en las mallas de doble capa (fig.4), en las que una redexterna y otra interna de cables están interconectados porbarras, así como de otros cables, para así conseguir la trian-gulación necesaria para la estabilidad y rigidez de las tense-gridades.

Entre las utilidades que podrían tener las cúpulas tense-gríticas destacan las edificaciones, puentes o refugios anti-sismos (debido a su resiliencia y flexibilidad), superestructu-ras capaces de albergar subestructuras que aíslen o confinenciertas áreas a preservar, refugios o tiendas de campaña ple-gables, confinamiento en grandes reservas de animales vola-dores y aves, recintos musicales, pabellones (para exposicio-nes, ferias, mercados), marquesinas de entrada a eventosespeciales, protección ante meteoritos o rayos solares en fu-turas colonias espaciales, etc.

4.2. TORRESSiguiendo lo que ya bosquejara en los croquis de sus paten-tes, Snelson ha construido infinidad de mástiles durante losúltimos 40 años, a saber: 4-way tower (1963), Tetra Tower(1963-2001), Needle Tower (1968), E.C. Column (1969-81),Needle Tower II (1969) y Penta Tower (2001-03). Las susodi-chas están configuradas como ensamblajes de prismas ten-segríticos elementales, que montados uno sobre otro son ca-paces de configurar torres de más de 30 m. de altura.



FIGURA 4. Cúpula tensegrítica 8v de doble capa realizada por Burkhardt.

Jörg Schlaich, uno de los más grandes ingenieros contem-poráneos, estimó categóricamente que la Tensegridad notiene apenas pragmatismo alguno, mas que el mero deleiteescultórico: “food for thought”. Sin embargo, ha sido precisa-mente su firma, Schlaich Bergermann und Partner, guiadapor su hijo Mike Schlaich, quien ha levantado la torre tense-grítica más alta del mundo (62.3 m). La Torre de Rostock(fig. 5), inspirada en la ZigZag Tower (1997) de Snelson, y

concebida como un símbolo para la feria de 2003 de Rostock(Alemania), consta de seis módulos simples girados (8.3 mde altura cada uno), confeccionados a partir de tres tubos deacero (Ø=273 y t=12 a 40 mm), y seis cables de alta resisten-cia, tres de ellos horizontales (Ø=30 y 50 mm) y otros tresdiagonales de mayor sección (Ø=50 y 75 mm).

Dicha torre se configura alternando módulos “Símplex”dextrorso y sinistrorso, pero con la particularidad de que és-tos están rotados 30°, por lo que las barras de un nivel en-tran en contacto con las barras de niveles adyacentes. Desdeun estricto punto de vista, este factor sería suficiente paracatalogarla de tensegridad “impura”, pero puesto que lostres conjuntos de barras adyacentes no entran en contactoentre sí, el sistema podría ser catalogado como tensegríticoauténtico (aunque de clase 2 porque al menos dos barrasconfluyen en un solo nodo).

Otras aplicaciones para torres tensegríticas que podríantener cabida son la construcción de pararrayos, torres de te-lecomunicaciones, parques eólicos, elementos estéticos, etc.

4.3. ARCOSEn los últimos años se ha estado desarrollando un proyectode investigación en la Universidad Tor Vergatà (Roma) encolaboración con instituciones francesas e italianas paraconstruir un arco tensegrítico de 50 m. de luz. El objetivo es-taría encaminado a estimar las acciones efectivas del vientoen este tipo de estructuras, y más concretamente en estearco modular confeccionado con octaedros expandidos. Tam-bién se estudia el empleo de arcos tensegríticos que sirvande soporte de membranas para cobertura de amplios espa-cios, según una idea de Adriaenssens y Barnes.

Asimismo, es reseñable el proyecto de un arco diseñadopor Passera y Pedretti para la Expo ‘02. Se trataba de unapasarela curva de 70 m. de radio elaborada en base a módu-los “Símplex”. Aunque finalmente no fuera ejecutada, estabaprevisto que en su interior llevara alojada una escala metá-lica por la que pudiera “trepar” el transeúnte volando sobreel lago de Neuchâtel en Bienne (Suiza).



FIGURA 5. Torre Tensegrítica de Rostock (Alemania), por Mike Schlaich.

FIGURA 6. Arco tensegríticoconstruido por Kenneth

Snelson.

4.4. ESTRUCTURAS PARA EL ESPACIO EXTERIORDesde los comienzos de la “era tensegrítica”, una de las apli-caciones más recurrentes para la compresión flotante fue larelativa a las colonias lunares, lo cual es en cierto modocomprensible dado el contexto socio-cultural y científico-tec-nológico de la época. Ya en 1961 Buckminster Fuller revelósus más novedosas invenciones: futuribles prototipos de sa-télites y estructuras lunares basados en la integridad ten-sional, plegables, extremadamente ligeras, autoestables enausencia de gravedad, “omnitrianguladas” y pretensadas.Básicamente, serían mallas esféricas en las que islas localesde compresión actuaran sólo como rigidizadores.

No deja de ser interesante la investigación desarrollada porTibert y Pellegrino [9]. El primero ha estado dedicado intensa-mente a las tensegridades plegables, particularmente paraaplicaciones espaciales, concretamente en cuanto a antenas re-flectoras y mástiles desplegables; por su parte, el segundo hacentrado su tarea indagatoria en el campo de grandes artefac-tos retráctiles aplicados a la aeronavegación. Pero tambiénhan sido muchos los artículos y publicaciones de Sultan, Skel-ton y Masic entre otros, que versan sobre estructuras tensegrí-ticas controlables, habilitadas con sensores, desarrollos teles-cópicos, tensegridades robóticas inteligentes, etc.

Podría alegarse en este caso que ya no estamos tratandocon arquitectura o ingeniería convencional, tal y como lasconocemos; no hay duda de ello; sin embargo, no dejan deser arquitectura e ingeniería, ni dejan de ser susceptibles deaplicar los principios estructurales de la Tensegridad parasolventar las circunstancias particulares de una situación ala que vamos a tener que enfrentarnos tarde o temprano.

4.5. OTRAS APLICACIONESFinalmente, para concluir con las aplicaciones de la Tensegri-dad y a modo de curiosidad, se apuntan brevemente otros de-sarrollos que han tenido como punto de partida y sujeto prin-cipal a este tipo de estructuras. Es el caso de los numerososartículos de mobiliario tensegrítico que se ha comenzado a co-mercializar en los últimos años. Esta nueva tendencia incluyeel diseño de sillas (fig. 7), mesas, lámparas, hamacas, etc.

Asimismo, existen varios juegos infantiles que empleanlas características de las tensegridades para atraer a losmás pequeños y, paradójicamente, a sus mayores. Ya en los

años 70 empezaron a aparecer patentes, como la de Mogil-ner et al. (1972) que acabarían comercializándose con lasaportaciones de Flemons como “Skwish Classic”, o como lade Kittner y Quimby (1988), que sería el instrumento emple-ado para lanzar al mercado el “Tensegritoy”.

No obstante, existen otras aplicaciones totalmente dife-rentes a todas ellas. El laboratorio UCSD Flow Control Lab(2004) ha estado estudiando el modo de optimizar la crea-ción de una estructura de fábrica tensegrítica que sirva parareducir la fricción de la superficie de un submarino sometidoa los efectos de los fluidos turbulentos. Al parecer, una pieltensegrítica externa en la carcasa del submarino podría dis-minuir la resistencia fluido-dinámica, adaptándose ligera-mente a las presiones generadas por las turbulencias delagua y, por tanto, mejorando su capacidad de navegación.

5. CONCLUSIONESHasta el momento, ya se ha conseguido dar un paso de gi-gante hallando diversos ejemplos de prototipos tensegríticossusceptibles de aplicarse en el sector de la construcción. Es-tas propuestas podrían servir de guía hacia la viabilidad deluso de tensegridades como estructuras ligeras para cubrirpequeñas luces, salvar cortas distancias o soportar infraes-tructuras ligeras. Por supuesto que hace falta una cantidadenorme de trabajo, talento e inspiración, pero al menos enalgunos sectores ya se ha desterrado la idea de que la Tense-gridad queda reducida al mundo del Arte.

La Tensegridad, al aislar completamente compresión ytracción en diferentes elementos, podría tener una enormeimportancia para la formación de técnicos estructuralistas.La construcción de maquetas aporta una excelente intuiciónacerca del comportamiento mecánico de las estructuras,ayudando a comprender mejor la transmisión de fuerzas y larigidez de los cuerpos en general.

6. REFERENCIAS[1] GÓMEZ JÁUREGUI, V.: Tensegridad. Estructuras Tense-gríticas en Ciencia y Arte.- Santander: Universidad de Can-tabria, 2007.[2] SNELSON, K.: Kenneth Snelson, [on-line], New York(USA). 2004-2008 http://www.kennethsnelson.net.[3] FULLER, R.B.: Tensegrity. En Portfolio and Art NewsAnnual, 1961, n.4, pp.112-127, 144, 148. También accesibleen http://www.rwgrayprojects.com/rbfnotes/fpapers/tense-grity/tenseg01.html.[4] FULLER, R.B.: Synergetics: Explorations in the Geo-metry of Thinking.- New York: MacMillan Publishing Co.,Inc., 1975.- También accesible en http://www.rwgraypro-jects.com/synergetics/synergetics.html.[5] PUGH, A.: An Introduction to Tensegrity.- Berkeley (Cali-fornia): University of California Press, 1976.[6] MOTRO, R.: Tensegrity: Structural Systems for the Fu-ture.- London: Kogan Page Science, 2003.[7] KENNER, H.: Geodesic Math and How to Use It.- Berke-ley (California): University of California Press, 1976.[8] BURKHARDT, R.W.: A Technology for Designing Tense-grity Domes and Spheres, [online], Cambridge (USA), 1999-2004 http://www.channel1.com/users/bobwb/prospect/pros-pect.htm#sec:app.[9] TIBERT, G. y PELLEGRINO, S.: Deployable TensegrityMasts. En 44th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures,Structural Dynamics, and Materials Conference and Exhi-bit, 7-10 Abril 2003, Norfolk (USA). También accesible enhttp://www2.mech.kth.se/~gunnart/AIAA-2003-1978.pdf.



FIGURA 7. Sillatensegrítica como

ejemplo de mobiliario.

1. LA RED DE VIGILANCIA RADIOLÓGICA AMBIENTALDE LAS AGUAS COSTERAS ESPAÑOLAS

1.1. INTRODUCCIÓNA instancias del Consejo de Seguridad Nuclear (CSN), en1993 el CEDEX puso en marcha la Red de Vigilancia Radio-lógica Ambiental (RVRA) en las Aguas Costeras Españolas,como consecuencia de la necesidad de conocer de forma sis-temática los niveles de radioactividad de las aguas costerasespañolas, estudiar la evolución y/o posibles oscilaciones delos parámetros radiológicos con el tiempo.

Por otra parte, debe recordarse que desde 1986, está vi-gente para España el Tratado del Euratom que en sus artí-culos 35 y 36 establecen que cada Estado miembro debecrear las instalaciones necesarias para controlar de modopermanente el índice de radiactividad de la atmósfera, delas aguas y del suelo y comunicar regularmente la informa-ción relativa de estos controles a la Comisión.

Esta Red está formada por un conjunto de puntos demuestreo escogidos a lo largo de todo el litoral del estado es-pañol en los que se analiza trimestralmente su contenido enradioactividad.

Dadas las características del medio marino, es de espe-cial importancia la logística del muestreo. Las muestras sontomadas por medio de embarcaciones dependientes de la So-ciedad Estatal de Salvamento y Seguridad Marítima y de

las autoridades portuarias y son enviadas a los laboratoriosdel Área de Aplicaciones Isotópicas del CEDEX donde sonanalizadas.

Hay que destacar también, dadas las características fí-sico-químicas del agua marina, los problemas de prepara-ción y medida de las muestras ya que los radionucleidos seencuentran en un orden de mBq/l y además están enmasca-rados por la alta salinidad del medio marino.

En todas las muestras se determinan el pH, la conducti-vidad, los Índices de Actividad Alfa total, Beta total y Betaresto, la concentración de Tritio y de potasio y se realiza unaespectrometría gamma.

Anualmente los resultados son estudiados y recopiladosemitiéndose el correspondiente informe técnico.

1.2. LA RED DE TOMA DE MUESTRASCon el fin de conocer de forma sistemática los niveles de ra-diactividad de las aguas costeras españolas, la red está for-mada por 15 puntos de muestreo situados a lo largo de todo ellitoral del estado español, con frecuencia de toma trimestral.

De ellos, seis puntos están ubicados en los principalespuertos, con mayor densidad de tráfico marítimo:

• Puerto de Cádiz• Puerto de Cartagena• Puerto de Palma • Puerto de Tarragona• Puerto de Barcelona• Puerto de Las Palmas

Vigilancia radiológica del agua (II)

Mª. ÁNGELES DE PABLO SANMARTÍN (*)

WATER RADIOLOGICAL SURVEILLANCE (II)ABSTRACT This paper summarizes the characteristics of the Environmental Surveillance Radiological Networks (ESRN)currently operating in CEDEX. In the first part, the Spanish Continental Waters ESRN has been presented. This secondone, describes Spanish Costal Waters ESRN and the High Sensitivity Network in Continental and Marine Waters. It alsopresents the Radiological Surveillance of Drinking Waters that CEDEX carries out in waters of public consumptionmanaged by the Canal de Isabel II (CYII) and by the Mancomunidad de los Canales del Taibilla (M.C.T). The legislationapplicable in each case is reviewed as well.Due to its extension the article has been divided into two parts. As Spanish Continental Waters ESRN had been reviewed inthe first part, the others ESRN are discussed in this second one.

(*) Lic. en C. Químicas. Coordinadora de Programa. Área de Aplicacio-nes Isotópicas. Centro de Estudios de Técnicas Aplicadas del CEDEX.

RESUMEN En este artículo se presentan de forma resumida las características de las Redes de Vigilancia Radiológica Ambien-tal (RVRA) actualmente en funcionamiento en el CEDEX. En la primera parte se presentó la RVRA de las Aguas Continen-tales Españolas. En esta segunda parte se presentan la RVRA de las Aguas Costeras Españolas y la Red de Alta Sensibilidaden aguas continentales y marinas. También se presenta la Vigilancia Radiológica de las Aguas de Consumo Humano que elCEDEX lleva a cabo en las aguas de consumo público gestionadas por el Canal de Isabel II (CYII) y por la Mancomunidad delos Canales del Taibilla (M. C. T.). Así mismo se realiza una reseña breve de la legislación aplicable en cada caso.Dada su extensión el artículo se dividió en dos partes. En la primera parte se presentó la RVRA de las Aguas Continenta-les Españolas y en esta segunda parte se presentan el resto de las RVRA.


Palabras clave: Calidad del agua, Redes de vigilancia, Radiología del agua.

Los nueve puntos de muestreo restantes están distribui-dos de la forma siguiente:

• Uno situado en la cornisa cantábrica:– Cabo de Ajo

• Tres situados en la costa gallega:– Cabo Ortegal – Cabo Villano– Cabo Silleiro

• Dos situados en la costa atlántica Sur-Occidental:– Isla Cristina– Estrecho de Gibraltar

• Dos situados en la zona del Levante:– Garrucha– Cabo de San Antonio

• Uno situado en la costa mediterránea Nor-Oriental:– Cabo de Creus

En la figura 1 se sitúan los puntos de muestreo y en latabla 1 se detallan los puntos de muestreo con indicación delcódigo, lugar de toma y coordenadas geográficas.

1.3. CARACTERÍSTICAS Y LOGÍSTICA DE LA TOMA DEMUESTRAS

En los puertos la toma de muestras se realiza en la bocana.En el resto de los puntos, las muestras se toman a 10 millasde la costa y buscando el veril de 100 metros, de esta formase elimina la influencia de la plataforma costera. La fre-cuencia de la toma en todos los puntos es trimestral.

En el momento de la toma de muestras, es importanteque el operador anote además de las coordenadas y de la fe-cha, las condiciones meteorológicas ya que podrían alterarsealgunos parámetros físico - químicos de la muestra.

La recogida de muestras, es un tema muy complejo en elque es muy difícil establecer reglas generales para su reali-zación debido a la propia naturaleza del medio, a la disper-sión geográfica acentuada, al creciente número de puntos demuestreo y a la frecuencia de la toma.

VIGILANCIA RADIOLÓGICA DEL AGUA (II)


FIGURA 1. Situación de lospuntos de muestreo en la

R.V.R.A. de las AguasCosteras Españolas.

C. ORTEGAL SUPERF.

C. VILLANO SUPERF.

C. SILLEIRO SUPERF.

C. AJO SUPERF.

C. CREUS SUPERF.

S. ANTONIO SUPERF.

GARRUCHA SUPERF.

E. DE GIBRALTAR SUPERF.

0 50 100 200 300 400 500

Kilómetros

PUNTOS RVRA - Aguas costeras

Escala Gráfica

PUNTOS DE MUESTREO de la RVRAAGUAS COSTERAS ESPAÑOLAS

ISLA CRISTINA SUPERF.

PUERTO DE BARCELONA

PUERTO DE TARRAGONA

PUERTO DE PALMA

PUERTO DE CARTAGENA

PUERTO DE CÁDIZ

PUERTO DE LAS PALMAS

MAS05

MAS04

MAS03

MAS01

MMS17

MMB16

MMB18

MMB14

MAS13

MMB11

MAS06

MAB07

MAS08

MMS20

MAB19

La recogida sin embargo es posible debido a la colabora-ción con el CEDEX de diversos organismos públicos: Direc-ción General de Costas, autoridades portuarias, SociedadEstatal de Salvamento y Seguridad Marítima etc.

En la actualidad las muestras se toman por medio de 15embarcaciones fondeadas en puertos próximos a los puntosde muestreo.

Hay que señalar algunos aspectos que son un reflejo dedicha complejidad:

• Para facilitar el muestreo, se ha centralizado la comprade los bidones de 25 litros, lo que obliga a tener que en-viarlos vacíos desde Madrid a los diferentes puntos.

• Se han contratado los servicios de una empresa detransporte para garantizar la entrega trimestral debidones y muestras.

• Debe destacarse que la periodicidad en la recogida demuestras está supeditada a imponderables tales comoel estado de la mar (temporales) y a la disponibilidad delas embarcaciones (tareas de salvamento, búsqueda,rescate, ayuda al tráfico marítimo, contaminación delmedio marino, remolque, etc.). Hay que tener presenteque la toma de muestras es una entre las muchas ta-reas que realizan habitualmente estas embarcaciones yque en la mayoría de los casos no es prioritaria.

• Toda la logística expuesta anteriormente debe ponerseen marcha trimestralmente, por lo que es necesariorealizar por parte del CEDEX un seguimiento en cadauno de los puntos de muestreo de todo el proceso.

1.4. DETERMINACIONES ANALÍTICASEn todas las muestras de la RVRA de las Aguas Costeras sedeterminan la conductividad, el pH, los Índices de ActividadAlfa total, Beta total, Beta resto, la concentración de Tritio yde potasio y se realiza una espectrometría gamma.

Conductividad y pHLa conductividad indica la capacidad de una muestra deagua para conducir la corriente eléctrica y depende de laconcentración de iones presentes a una temperatura dada.Su medida se realiza mediante un conductivímetro.

En el Mar Cantábrico el valor medio de la conductividades de 53.800 μS/cm y en el Mediterráneo de 56.200 μS/cm.

Sin embargo se pueden dar variaciones significativas enestos valores.

Es posible obtener conductividades inferiores a las espe-rables en el caso de que la muestra haya sido tomada du-rante un temporal o en la proximidad de la desembocadurade un río.

También es posible obtener conductividades más altas delas esperables en el mar Cantábrico, debido a la presenciade una corriente de máxima evaporación procedente delGolfo de Méjico y en los puertos si la muestra no ha sido to-mada en la bocana.

Estas oscilaciones de la conductividad llevan consigo funda-mentalmente variaciones de la concentración de potasio y enconsecuencia alteraciones del Índice de Actividad Beta Total.

El pH indica la concentración de iones Hidrógeno presen-tes en una muestra de agua a una temperatura dada. Sumedida se realiza mediante un pHmetro

Los valores habituales son de 7 unidades de pH.

Índice de Actividad Alfa TotalLa preparación se realiza por el método de coprecipitación(Figura 2). Este método consiste en una precipitación selec-tiva del Radio-226 y sus isótopos seguida de una coprecipita-ción de los actínidos; ambos precipitados se separan conjun-tamente por filtración, siendo sus emisiones alfa medidas enun contador de centelleo sólido de ZnS (Ag).

Con este método la Actividad Mínima Detectable es de: 4mBq/l y el valor medio de los resultados de 0,08 Bq/l.



CÓDIGO DENOMINACIÓN COORDENADAS GEOGRÁFICAS

MAS-01 C. AJO-SUPERFICIE 3°34’W 43°38’N

MAS-03 C. ORTEGAL-SUPERFICIE 7°48’W 43°52’N

MAS-04 C. VILLANO-SUPERFICIE 9°22’W 43°0’N

MAS-05 C. SILLEIRO-SUPERFICIE 8°54’W 42°15’N

MAS-06 ISLA CRISTINA-SUPERFICIE 7°20’W 37°3’N

MAS-08 E. GIBRALTAR-SUPERFICIE 5°23’W 36°6’N

MMS-20 GARRUCHA -SUPERFICIE 1°46’W 37°38’N

MMS-13 C. S. ANTONIO-SUPERFICIE 0°7’E 38°54’N

MMS-17 C. CREUS-SUPERFICIE 3°20’E 42°23’N

MAB-07 PUERTO DE CÁDIZ 6°19’W 36°35’N

MMB-11 PUERTO DE CARTAGENA 0°59’W 37°34’N

MMB-14 PUERTO DE PALMA 2°38’E 39°33’N

MMB-16 PUERTO DE BARCELONA 2°10’E 41°21’N

MMB-18 PUERTO DE TARRAGONA 1°14’E 41°5’N

MAB-19 PUERTO DE LAS PALMAS 15°24’W 28°7’N

TABLA 1. Puntos de muestreode la RVRA de AGUASCOSTERAS - Año 2008.

Índice de Actividad Beta TotalLa concentración de la muestra se realiza por evaporación yla medida mediante un contador proporcional.

Con este método la Actividad Mínima Detectable es de:0,8 Bq/l.

Los valores medios obtenidos con este método, oscilan en-tre 12 Bq/l y 15 Bq/l.

Índice de Actividad Beta RestoDado que en el agua de mar, el valor del de actividad betatotal es debido a la actividad beta originada por el K-40, elvalor del Índice de Actividad Beta Resto es próximo a cero.

La Actividad Mínima Detectable es la misma que la obte-nida en la medida del Índice de Actividad Beta Total.

Concentración de PotasioEl potasio es uno de los componentes mayoritarios del aguade mar.

Para la medida del potasio las muestras deben ser pre-viamente preparadas utilizando el método del supresor deionización. A continuación el potasio se determina por espec-trofotometría de emisión atómica.

Los valores obtenidos oscilan entre 380 ppm y 430 ppm,siendo la incertidumbre asociada de 11 ppm.

Concentración de Tritio La medida de la concentración de Tritio se realiza en laRVRA de Aguas Costeras por Concentración electrolítica(Figura 3).

En este método, la muestra una vez destilada se descom-pone electrolíticamente y se concentra, obteniéndose un re-siduo enriquecido en Tritio. Posteriormente se realiza unasegunda destilación y se acondiciona la muestra para su me-dida en el espectrofotómetro de centelleo líquido.

Con esta técnica, la Actividad Mínima Detectable es de:0,05Bq/l.

Los valores obtenidos oscilan entre 0,10 Bq/l y 0,30 Bq/l.

Espectrometría gammaLa preparación y medida se realizan de la misma forma queen la RVRA de Aguas Continentales.

En las muestras de la RVRA de Aguas Costeras, medidashasta la fecha no se han obtenido valores de concentracionesde emisores gamma superiores a los correspondientes A.M.D.

Los resultados una vez validados se incorporan a las Ba-ses de Datos donde son tratados con las correspondientesaplicaciones que darán lugar a los gráficos, resúmenes, ho-jas de resultados, etc. que se incluyen en los informes que seenvían habitualmente a los organismos correspondientes.



FIGURA 2. Método de coprecipitación de emisores alfa.

FIGURA 3. Concentraciónelectrolítica de Tritio.

1.5. LEGISLACIÓN APLICABLEConsideramos que la única Normativa sobre Vigilancia Ra-diológica en Agua Marina aplicable en la Unión Europea yen España es el Tratado del Euratom, en concreto los artícu-los 35 y 36.

Artículo 35:Cada estado miembro creará las instalaciones necesarias afin de controlar de modo permanente el índice de radiactivi-dad de la atmósfera, de las aguas y del suelo así como la ob-servancia de las normas básicas.

La Comisión tendrá derecho de acceso a estas instalacio-nes de control; podrá verificar su funcionamiento y eficacia.

Artículo 36:La información relativa a los controles mencionados en el Ar-tículo 35 será comunicada regularmente por las autoridadescompetentes a la Comisión, a fin de tenerla al corriente delíndice de radiactividad que pudiera afectar a la población.

2. VIGILANCIA RADIOLÓGICA DEL AGUA DE CONSUMOHUMANO

El CEDEX lleva a cabo la Vigilancia Radiológica de lasaguas de consumo público gestionadas por el Canal de Isa-bel II (CYII) y por la Mancomunidad de los Canales del Tai-billa (M.C.T). Ambas entidades son de carácter público y en-tre las dos abastecen a más de 9 millones de habitantes.

2.1. VIGILANCIA RADIOLÓGICA DE LAS AGUAS DE CONSUMOPÚBLICO GESTIONADAS POR EL CANAL DE ISABEL II (CYII)

2.1.1. IntroducciónDesde 1984 el CEDEX lleva a cabo la Vigilancia Radiológicade las aguas de consumo público gestionadas por el CYII.

El CYII es una empresa pública, dependiente de la Co-munidad de Madrid, a la que fue adscrita por el Real De-creto 1873/1984 de 26 de Septiembre.

Este organismo tiene entre sus funciones la de gestionarla red primaria del abastecimiento de agua de la práctica to-talidad de la población de la Comunidad de Madrid.

En el año 2006, la población abastecida por el Canal deIsabel II ascendió a unos seis millones de habitantes. Ellosupone alrededor del 99,83% de la población de la Comuni-dad de Madrid repartida en 173 municipios. El consumoanual alcanzó en el año 2006 la cantidad de 553,2 hm3.

2.1.2. Características de la toma de muestrasCada año, el CYII establece los puntos de muestreo paramedida de radiactividad y habitualmente corresponden a lasalida de las estaciones de tratamiento. También se realizanmedidas en depósitos y en pozos. Hay que señalar que en elCYII se han llevado a cabo análisis radiológicos en muestrasprocedentes de más de cien puntos de muestreo diferentes,ya que en su día el CYII hizo varias campañas de muestreoen pozos.

La frecuencia de toma es trimestral y la modalidad delmuestreo puntual.

Las muestras se toman por personal del CYII y se envíana los laboratorios del Área de Aplicaciones Isotópicas delCEDEX para su análisis.

Los análisis que se efectúan en cada una de las muestrasson:

2.1.3. Análisis radiológicos• Índice de actividad alfa total, mediante la técnica de

centelleo sólido, con una actividad mínima detectable(A.M.D.) de 0,05 Bq/l.

• Índice de actividad beta total, medido con contadorproporcional con una actividad mínima detectable(A.M.D.) de 0,05 Bq/l (Figura 4).



FIGURA 4. ContadorProporcional.

• Índice de actividad resto beta, calculado por diferenciaentre el índice de actividad beta total y el índice de acti-vidad beta correspondiente al K-40. La concentraciónde K-40 se deduce de la concentración de K-total, que semide por espectrofotometría de absorción atómica.

• Actividad de tritio, medida con la técnica de centelleolíquido (Figura 5) con una actividad mínima detecta-ble (A.M.D.) de 3 Bq/l.

• Espectrometría gamma utilizando detectores de ger-manio-HP. Como se sabe el límite inferior de detecciónen este caso, es diferente para cada radionucleido de-bido a que las emisiones tienen distinta energía.

2.2. VIGILANCIA RADIOLÓGICA DE LAS AGUAS DE CONSUMOPÚBLICO EN LA MANCOMUNIDAD DE LOS CANALES DELTAIBILLA (M. C. T. )

2.2.1. Introducción Desde 1992 el CEDEX lleva a cabo la Vigilancia Radiológicade las aguas de consumo público en la M. C. T.

La M. C. T. es un organismo autónomo que está adscritoal (antiguo) Ministerio de Medio Ambiente y tiene entre susfunciones gestionar la red primaria del abastecimiento deagua en una gran parte del Sudeste español.

Actualmente abastece a 79 municipios, de los que 34 per-tenecen a la comunidad autónoma valenciana, 43 a la comu-nidad autónoma de la Región de Murcia y 2 a la comunidadautónoma de Castilla-La Mancha (Férez y Socovos).

Según censos oficiales, la población estable abastecida essuperior a dos millones trescientos mil habitantes, Hay quedestacar que en época estival dicha cifra supera los tres mi-llones cien mil habitantes.

La demanda global anual supone un consumo de unos235 hm3, de los que 103 hm3 son transvasados del río Tajo y42 hm3 proceden de desalación.

2.2.2. Características de la toma de muestrasLos puntos de muestreo para medida de radiactividad esta-blecidos en la M. C. T. son los correspondientes a las estacio-nes de tratamiento y a varios pozos

La frecuencia de toma es trimestral y la modalidad delmuestreo puntual.

Las muestras se toman por personal de la M. C. T. y seenvían a los laboratorios del Área de Aplicaciones Isotópicasdel CEDEX para su análisis.

2.2.3. Análisis radiológicos Los análisis que se efectúan en cada una de las muestras,son los mismos que los que se han descrito para el CYII.

3. NORMATIVA Y LEGISLACION EN AGUA DE CONSUMOHUMANO

3.1. DIRECTIVA En el año 1998, el Diario Oficial de las Comunidades Eu-

ropeas publicó la Directiva 98/83/CE del Consejo de laUnión Europea de 3 de noviembre, relativa a la calidad delas aguas destinadas al consumo humano.

En relación a la Radiactividad, en la Parte C, ParámetrosIndicadores establece:



FIGURA 5. Contador decentelleo líquido.

RADIOACTIVIDAD

Parámetro Valorparamétrico Unidad Notas

Tritio 100 Bq/l Notas 8 y 10

Dosis IndicativaTotal 0,10 mSv/año Notas 9 y 10

Nota 8: La periodicidad del control se indicará posterior-mente, en el anexo IINota 9: Excluido el tritio, el potasio -40, el radón y los pro-ductos de desintegración del radón. La periodicidad del con-trol, los métodos de control y los lugares más adecuadospara la toma de muestras se indicarán posteriormente en elanexo IINota 10:1. Las propuestas requeridas por las notas 8 y 9 sobre la pe-

riodicidad del control, los métodos del control y los luga-res más adecuados para los puntos de control que se indi-can en el anexo II se adoptarán con arreglo alprocedimiento establecido en el artículo 12. Al elaborardichas propuestas, la Comisión tomará en consideracióninter alia las disposiciones pertinentes con arreglo a la le-gislación existente o a los programas de control adecua-dos incluidos los resultados del control que se deriven delos mismos. La Comisión presentará dichas propuestas, amás tardar, transcurridos 18 meses desde la fecha a quese refiere el artículo 18 de la presente Directiva

2. No será necesario que los Estados miembros controlen elagua potable respecto del tritio ni la radiactividad paraestablecer la Dosis Indicativa Total cuando considerenque sobre la base de otros controles llevados a cabo, losniveles de tritio o de la dosis indicativa total del agua seencuentran muy por debajo del valor paramétrico. En esecaso comunicará las razones de su decisión a la Comi-sión, incluyendo los resultados de esos otros controles lle-vados a cabo.

3.2. REAL DECRETOEn el año 2003, el Boletín Oficial del Estado publicó el RealDecreto 140/2003 de 7 de febrero por el que se establecen loscriterios sanitarios de la calidad del agua de consumo hu-mano. Este RD incorpora al derecho interno español la Di-rectiva 98/83/CE.

En relación al Real Decreto y a la Radiactividad hay queseñalar:

Primero: Definición de agua apta o no apta para el consumoEn el artículo 17 del RD se define el agua apta o no aptapara el consumo en virtud del cumplimiento o no de unosdeterminados valores paramétricos, siempre a discreción dela consideración de la autoridad sanitaria.

Artículo 17 Control de la calidad del agua de consumohumano.

1. En términos generales, en cada abastecimiento se con-trolarán los parámetros fijados en el anexo I. Cuandola autoridad sanitaria lo disponga se controlaránaquellos parámetros o contaminantes que estén pre-sentes en el agua de consumo humano y suponer unriesgo para la salud de los consumidores.

2. El control de la calidad del agua de consumo humanoengloba los siguientes apartados:a) Autocontrol del agua de consumo humano.b) Vigilancia sanitaria.c) Control del agua del grifo del consumidor.

3. Todos los resultados derivados del control de la cali-dad del agua de consumo deberán estar recogidos enun sistema de registro para cada caso, preferible-mente en soporte informático y en concordancia con elSistema de Información Nacional de Agua de Con-sumo.

4. En toda muestra de agua de consumo humano para elautocontrol, vigilancia sanitaria y control en grifo delconsumidor, el agua se podrá calificar como :a) “Apta para el consumo” : cuando no contenga nin-

gún tipo de microorganismo, parásito o sustancia,en una cantidad o concentración, que pueda supo-ner un peligro para la salud humana; y cumpla conlos valores paramétricos especificados en las partesA, B y D del anexo I o con los valores paramétricosexcepcionados por la autoridad sanitaria y sin per-juicio de lo establecido en el artículo 27.7, determi-nados en los análisis.

b) “No apta para el consumo”: cuando no cumpla conlos requisitos del párrafo a). Si un agua “no aptapara el consumo” alcanza niveles de uno o variosparámetros cuantificados que la autoridad sanita-ria considere que han producido o puedan producirefectos adversos sobre la salud de la población, secalificará como agua “no apta para el consumo ycon riesgos para la salud”

Segundo: Relación de Parámetros y de Valores ParamétricosEn el Anexo I, Parámetros y valores paramétricos, en elApartado D Radiactividad, se relacionan los siguientes pa-rámetros:

Notas (1) Excluidos el tritio, el potasio 40, el radón y los produc-

tos de desintegración del radón.(2) Excluidos el potasio 40 y el tritio.

Posteriormente la Corrección de erratas del Real Decreto140/2003, por el que se establecen los criterios sanitarios dela calidad del agua de consumo humano, de 7 de febrero,rectificó que donde decía Actividad beta total, debía decirActividad beta resto.

Tercero: Muestreo de la RadiactividadLa Disposición adicional segunda. Muestreo de la Radiacti-vidad, indica:

La Dirección General de Salud Pública del Ministerio deSanidad y Consumo publicará, antes de cinco años desde laentrada en vigor de esta disposición, los muestreos, fre-cuencias, tipos de análisis y métodos de ensayo para la de-terminación de los parámetros correspondientes a la ra-diactividad.

Hasta la publicación del muestreo para la determina-ción de la radiactividad, la autoridad sanitaria podrá dis-poner, dentro de su territorio, que se determinen los pará-metros descritos para la radiactividad en aquel abas-tecimiento que se sospeche que los niveles en agua puedanentrañar un riesgo para la salud de la población abaste-cida.



Parámetro Valor paramétrico Notas

Dosis Indicativa Total 0,10 mSv/año 1

Tritio 100Bq/l

Actividad alfa total 0,1 Bq/l

Actividad beta total 1Bq/l 2

3.3. PROTOCOLO PARA EL CONTROL DE LA RADIACTIVIDADEN EL AGUA DE CONSUMO HUMANO

A raíz de la publicación del Real Decreto 140/2003, el Minis-terio de Sanidad y Consumo, en colaboración con el Consejode Seguridad Nuclear (CSN), ha ido emitiendo versiones su-cesivas del “Protocolo para el control de la Radiactividad enel agua de consumo humano”. La última es la Versión 6 deoctubre de 2004.

En él se indica que el protocolo “será utilizado de modotransitorio en tanto no se publique el definitivo una vezaprobada la modificación del anexo II de la Directiva98/83/CE de 3 de noviembre de 1998 que considera el controlde la radiactividad”.

Establece unos Principios generales, para el control de laDosis Indicativa Total (DIT) y del Tritio en el agua de con-sumo de los abastecimientos, indicando la necesidad de co-nocer los niveles de radiactividad artificial o natural y lasfuentes de tritio en el recurso hídrico que se utilice para laproducción de agua de consumo humano.

En el apartado de Control explica los pasos a seguir pararealizar el control radiológico del agua de consumo humanoy los resume en un esquema de control, (Figura 6).

En este mismo apartado indica que la superación del valorparamétrico de la DIT, sólo se considerará si persiste con con-centraciones de actividad similares durante un año; conside-rando que las medidas se hayan realizado en un mínimo 12muestras recogidas con periodicidad mensual. En los casos enlos que se supere el valor paramétrico de la DIT, o bien si nose realiza el análisis específico de radionucleidos y cálculo dela DIT, el Gestor lo debe notificar a la Autoridad Sanitaria ydebe adoptar las medidas especificas correspondientes.

En el Anexo A de este Protocolo se da un listado de Ra-dionucleidos alfa y beta y sus valores de referencia en Bq/l.

En el Anexo B – Cálculo de la DIT, define la DIT como: ladosis efectiva comprometida anual por ingestión debida a to-

dos los radionucleidos cuya presencia en el suministro deagua haya sido detectada, tanto de origen natural como arti-ficial excluidos el tritio, el potasio-40, el radón y los produc-tos de desintegración del radón.

Siendo su fórmula de cálculo:

dondeCi(obs) = concentración observada del radionucleido iCi(réf) = concentración de actividad de referencia del

radionucleido. n = número de radionucleidos detectados.

En el Anexo A, se indican las concentraciones de activi-dad de referencia de varios radionucleidos naturales y artifi-ciales.

Si se cumple la fórmula, se puede considerar que la DITes inferior a 0,1 mSv/año y no es necesaria ninguna investi-gación adicional.

3.4. GUÍA PARA LA CALIDAD DEL AGUA POTABLE.ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD (OMS)

En el año 2006 la OMS publicó la primera addenda a la ter-cera edición.

En el Volumen I titulado Recomendaciones, el Capítulo 9está dedicado a la Radiología en agua de bebida.

En él indica unos valores guía para los radionucleidos enagua potable, siendo el valor guía para el tritio de 10.000 Bq/l.

Establece un Esquema de control para el análisis deagua de consumo, definiendo la DIT.

También fija unos valores límites de 0,5 Bq/l para la acti-vidad alfa total y de 1Bq/l para la actividad beta total y con-sidera que si estos valores no se superan, el valor de la DIT

C obsC ref

i

ii

n( )( )

=

∑ ≤1

1



FIGURA 6. Esquema delcontrol de la radiactividad en

el agua de bebida.

Alfa total

SI SI SI SI SI SI

SI SI

SI SI

SI SI

SI SI

APTA APTA Analizar beta resto

Medida de radionucleidos específicos y cálculo de la DTTNo se hace medida de radionucleidos específicos y

cálculo de la DTT

Nuevo cálculo de la DIT con un número de muestrasrepresentativo de la concentración de actividad media de un año completo

APTA

APTA

APTA

APTA

NO APTA

NO APTA

< 0.1 Bq/l < 1 Bq/l

< 1 Bq/l

< 0.1 mSv/a

< 0.1 mSv/a

> 0.1 mSv/a

> 0.1 mSv/a

< 100 Bq/l > 100 Bq/l> 1 Bq/l

> 1 Bq/l

> 0.1 Bq/l

Beta total Tritio

Si existe fuente de tritio

será inferior o igual a 0,1 mSv y por tanto el agua será aptapara el consumo.

En el caso de que una o las dos actividades totales se su-peren será necesario analizar los radionucleidos, comparar-los con los niveles guía y calcular la DIT.

3.5. NORMATIVA DEL AGUA POTABLE EN LO RELATIVO ARADIACTIVIDAD: ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL YPROPUESTA DE ACTUACIÓN

En enero de 2006 el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN) pu-blicó este documento en el que glosa el estado de la normativadel análisis de radiactividad en agua potable desde 1998, fe-cha de publicación de la Directiva 98/83/CE del Consejo de laUnión Europea de 3 de noviembre, relativa a la calidad de lasaguas destinadas al consumo humano hasta enero de 2006.

Expone entre otros aspectos, la decisión de la Comisiónde la UE de elaborar otra Directiva independiente para elcontrol de la radiactividad en el agua de bebida, que reco-gerá todos los aspectos que no incluyó el anexo II de la Di-rectiva 98/83/CE.

El CSN prevé una demora en dicha elaboración, aproba-ción y transposición a la legislación española de la futura di-rectiva y por ello propone al Ministerio de Sanidad y Con-sumo modificar la reglamentación vigente, equiparando elReal Decreto 140/2003 a la Directiva 98/83/CE, y estable-ciendo su coherencia con el Protocolo para el control de laRadiactividad en el agua de consumo humano. Versión 6,elaborado en el año 2004 por ambos organismos.

4. REDES DE VIGILANCIA RADIOLÓGICA ESPECIALESEn este apartado agrupamos las Redes de Vigilancia Radio-lógica con unos objetivos específicos. En este momento en elCEDEX se trabaja en la Red de Alta Sensibilidad ( SparseNetwork) de Aguas Continentales y Marinas.

4.1. RED DE ALTA SENSIBILIDAD (SPARSE NETWORK) ENAGUAS CONTINENTALES Y MARINAS

Desde el año 2004 y a instancias del Consejo de SeguridadNuclear, el CEDEX lleva a cabo el análisis de las muestrasque constituyen la Red de Alta Sensibilidad (RAS) de lasAguas Superficiales Españolas. Esta red, se enmarca tam-bién dentro de los compromisos adquiridos por España alfirmar el Tratado del Euratom.

Está formada, por un conjunto muy reducido de puntosde muestreo, representativo de las aguas continentales y delas aguas costeras en los que se analiza el valor real de Ce-sio-137. La finalidad de la RAS es conocer el valor de lasconcentraciones actuales de Cs-137 y estudiar su posible os-cilación a lo largo del tiempo.

La RAS de las Aguas Continentales está formada por dospuntos situados en ríos que disponían de centrales nuclearesen su curso. Por ello se escogió uno en Alcántara en el ríoTajo y otro en García en el río Ebro.

La RAS de las Aguas Costeras está formada por dos pun-tos representativos del litoral español: uno situado en la ver-tiente atlántica en Cabo de Ajo y el otro en la vertiente me-diterránea en Cabo de Creus.

En los cuatro puntos la frecuencia es trimestral y la mo-dalidad puntual.

Para llevar a cabo este proyecto el CEDEX puso a puntoel método de separación de Cs-137 en muestras de agua, confosfomolibdato amónico.

Dado que los niveles de actividad son extraordinaria-mente bajos, se requieren volúmenes elevados de muestra.

En las aguas continentales son del orden de 350 litros (Fi-gura 7) y los tiempos de medida de una semana.

En las aguas costeras el volumen empleado es de 50 li-tros y el tiempo de medida es de 3 días.

Las concentraciones de Cs-137 obtenidas en muestras deaguas continentales son del orden de decenas de m.Bq m-3,siendo la actividad mínima detectable de m.Bq. m-3.

Las concentraciones de Cs-137 obtenidas en muestras deaguas costeras son del orden de Bq. m-3y la actividad mí-nima detectable del orden de décimas de Bq. m-3.

5. BIBLIOGRAFÍAAPHA-AWWW-WEF(1998). Standards Methods for the exa-mination of water and wastewater. Washington: AmericanPublic Health Association.J.ANCELLIN, P. GUÉGUÉNIAT, P. GERMAIN (1979). Ra-dioécologie marine: Étude du devenir des radionucléides re-jetés en milieu marin et applications à la radioprotection.Paris: Ed. Eyrolles.M.EISENBUD, T.GESELL (1997). Environmental radioacti-vity, from natural, industrial and military sources. SanDiego : Academic Press.FRIEDLANDER, KENNEDY, (1981). “Nuclear and Radio-chemistry”. John Wiley and Sons. New. York.M.IVANOVICH, RUSSEL, S. HARMON (1982). Uraniumseries disequilibrium . Applications to environmental pro-blems. Oxford: Clarendon Press Oxford.JOINT RESEARCH CENTRE .Environmental Radioactivityin the European Community. Radiation Protection . Luxem-bourg: European Commission.KENNETH A. SOLOMON (1988) Sources of radioactivity inthe ocean environment from low level waste to nuclear po-wered submarines. Journal of hazardous Materials 18(1988) 255-262.KOLTHOFF, I.M. (1984) “Analisis químico cuantitativo”. Ni-gar. Buenos Aires.MAC KEY, C. (1971). “Principles of Radiochemistry”. But-terworhts. London.RODIER J. (1998). L´ Analyse de l´ eau. Paris: Dunod.UNSCEAR (1977) (1993) y (2000) Sources and Effects of Io-nizing Radiation .New York. United Nations.



FIGURA 7. Separación de Cesio – 137 en aguas continentales.

Schwanau, Alemania / Madrid, España, 11 de noviembre 2008.

El primer registro récord ya se consiguió en noviembre de 2007.

La tuneladora doble escudo hace posible el avance sin parar.

El túnel de ferrocarril de La Cabrera

La perforación del túnel en cifrasPrimer tubo

Segundo tubo

La tuneladora de Herrenknecht

supera la velocidadmáxima.

Segunda perforación de túnel cercade la ciudad española de Valencia.

Ya está excavado el bitubo del túnel de ferrocarril de La Cabrera, próximo a Valencia:el 25 de septiembre de 2008 la Tuneladora doble escudo de Herrenknecht S-373 calóel muro de meta del segundo túnel – 5 meses antes de lo previsto. De esta forma se re-dujo en un cuarto el tiempo de obras global calculado. Para la obra civil de los dostubos de casi 6.000 metros de largo se alcanzaron rendimientos de avance de hasta106 metros por día, de manera que los túneles quedaron totalmente excavados en tansólo 14 meses.SSchwanau, Alemania / Madrid, España, 11 de noviembre 2008. El 25 de septiembrede 2008 la tuneladora de doble escudo de Herrenknecht S-373, con un diámetro de Ø9,69 m, alcanzó su meta. La máquina concluyó en el este de España la obra civil delsegundo tubo del túnel de La Cabrera – 5 meses antes de lo previsto. El inicio de laperforación de los dos túneles de ferrocarril de poco menos de 6 km de longitud fue el27-7-2007. De esta forma se redujo en un cuarto el tiempo de obras global calculado. El primer registro récord ya se consiguió en noviembre de 2007.Al cabo de tres meses y medio, tras las pruebas de aceptación en fábrica de la tunela-dora, el 12 de abril de 2007 en Schwanau, ya se iniciaron las obras del primer túnel. Ren-dimientos de excavación en una sola jornada de hasta 83,2 metros demostraron que latuneladora S-373 estaba diseñada óptimamente para la geología del terreno. Sólo en no-viembre de 2007 se excavaron en total 1.600 metros de túnel. Y apenas seis meses des-pués del inicio de las obras ya se pudo concluir la apertura del primer tubo. El Gerentetécnico de la Delegación española de Herrenknecht, Sr. Arroyo, pronosticó entonces lo si-guiente respecto a la finalización de ambos tubos: “Si todo sale bien de aquí en adelante,habremos terminado en diciembre de 2008.” Se equivocó -positivamente-, puesto que afinales de septiembre ya se habían concluido los trabajos de perforación.En la construcción del segundo tubo se provechó el lugar de obras desde el punto devista logístico de tal forma, que se pudieron alcanzar o incluso sobrepasar los valoresde perforación del primer tubo. La fabricación de dovelas se realizó durante las 24horas del día, y la producción de mortero para el relleno de las dovelas se amplió ade-cuadamente, de forma que siempre había disponible el doble de material.La tuneladora doble escudo hace posible el avance sin parar.La máquina perforadora de túneles de doble escudo de Herrenknecht, con un diámetrode 9,69 metros, perforó de forma continua a través del material rocoso. Gracias a losgrippers, la tuneladora se apoyó en la roca y generó la presión de apriete necesariapara el avance de perforación. Al mismo tiempo tuvo lugar el montaje de las dovelaspor medio de un erector de dovelas. Segmentos de hormigón de seis a 8,8 toneladas,así como una clave de bóveda dieron como resultado un anillo de 1,6 metros deancho, conformando así el revestimiento del túnel. Tras el inicio de los trabajos de perforación del segundo túnel el 5 de mayo de 2008, elequipo consiguió repetidamente rendimientos semanales de más de 400 metros; la

máquina “fresó” hacia delante 284 m por semana de media, colocando 178 anillos dedovelas.Como explicación para este avance de perforación tan rápido, los Directores espa-ñoles de la Delegación de Herrenknecht en España, Francisco Ángel Ávila Aranday Juan Arroyo Malpartida, citan diversos factores: el experimentado equipo deconstrucción de FCC Construcción S.A. y de Construcciones Sánchez Domínguez-Sando S.A., la logística planificada con detalle y el haber calibrado con precisiónla tuneladora para una geología de dura piedra caliza. El ritmo exhibido por lamáquina y el equipo de construcción ha entusiasmado incluso a los especialistas,como el asesor y experto en túneles, Don Felipe Mendaña, Dr. Ingeniero de Cami-nos, Canales y Puertos: “La elección acertada de la tipología de la máquina, un“doble-escudo” que para un macizo de las características geológicas mencionadaspermitió lograr prácticamente el 100 % de su trabajo en el “modo doble-escudo”,con lo cual se pudo simultanear la colocación del revestimiento con la excavación,además, por supuesto de disponer por parte de la Contrata de un equipo perfecta-mente entrenado y de un plan logístico para la ejecución que puede calificarse deperfecto.”El túnel de ferrocarril de La CabreraEl túnel de La Cabrera atraviesa por debajo la Sierra de La Cabrera, venciendo una di-ferencia de altura de unos 170 metros, con una pendiente de apenas un 3 por cientoentre la boca oeste y la boca este. En la ampliación de la red del tren de alta velocidadentre Madrid y Valencia, éste constituye el corazón de la sección de 11,2 kilómetros“Siete Aguas - Buñol”. Tras la colocación de las instalaciones necesarias para el AVE, eltúnel debe entrar en funcionamiento a finales de 2010. La perforación del túnel en cifrasPrimer tuboInicio de las obras: 27-7-2007Conclusión: 25-1-2008Longitud del túnel: 5.974,4 mMejor rendimiento en un día: 83,2 m / 52 anillos de dovela (1-12-2007)Mejor rendimiento semanal: 430,4 m / 269 anillos de dovela (semana nº 47/2007)Mejor rendimiento mensual: 1.600 m / 1.000 anillos de dovela (noviembre 2007)Segundo tuboInicio de las obras: 5-5-2008Conclusión: 25-9-2008Longitud del túnel: 5.966,4 mMejor rendimiento en un día: 105,6 m / 66 anillos de dovela (19-7-2008)Mejor rendimiento semanal: 435 m / 290 anillos de dovela (semana nº 30/2008)Mejor rendimiento mensual: 1.688 m / 1055 anillos de dovela (julio 2008)




Schwanau, Alemania / Madrid, España, 11 de noviembre 2008.

El primer registro récord ya se consiguió en noviembre de 2007.

La tuneladora doble escudo hace posible el avance sin parar.

El túnel de ferrocarril de La Cabrera

La perforación del túnel en cifrasPrimer tubo

Segundo tubo




Herrenknecht AG Schlehenweg 277963 SchwanauComunicados de empresaAchim Kühn, Tel.: +49 (0)7824 302-540Fax: +49 (0)7824 302-473E-Mail: [email protected] www.herrenknecht.de

Herrenknecht Ibérica S.A.Paseo de la Castellana 192-14D28046 MadridEspañatel. +34 91 -359 80 08Fax + 34 91 - 345 66 72

1. INTRODUCCIÓNEl pórtico biempotrado es una de las formulas constructivasmas empleadas hoy en día en naves industriales. Con laaplicación desde marzo de 2007 del Código Técnico de laEdificación (CTE) [1], se han producido cambios en la meto-dología de cálculo de estas estructuras. Entre estos cambios

El coeficiente β de pandeo de dintelesde pórticos biempotrados metálicos

intraslacionales de una alturay comparación con el código técnico

de la edificación

MARÍA SOLEDAD FERNÁNDEZ GARCÍA (*) y PABLO VIDAL LÓPEZ (**)

BUCKLING COEFFICIENT β OF RAFTERS IN RIGID SINGLE-STOREY NON-SWAY STEEL FRAMES ANDCOMPARISON WITH THE TECHNICAL BUILDING CODEABSTRACT Rafters of single-storey double-pitch steel frame are members subject to compression that need the verificationsof buckling by compression and lateral buckling. The present standard of application in the calculation of steel structures, the Technical Building Code or CTE, generatesuncertainty in the calculation of buckling coefficient β because it is the standard which the buckling coefficient in rafter ofsingle-storey double-pitch steel frame is obtained.The standard indicates a formulation to approach the buckling coefficient in the case of columns, but in the case of raftersthis procedure is over the side of the security of this coefficient.For one more a more real estimation of this coefficient in these work two alternatives set out:• Obtaining of a formula that allows to calculate the β coefficient in rafters• A k coefficient that multiplied by inertia of the rafter allows to fit the coefficient that proposes the norm.For these estimations the finite elements methodo is used like calculation methodology, and for it the technique which itworks is the linearized buckling analysis.The result will be the equation of the buckling coefficient that sets out for the made study and the value that will take thevalue k in the formula that establishes the CTE.

(*) Universidad de Extremadura, Ing. Agrónomo, Alumna de Tercer Ciclodel Dpto. de Ing. del Medio Agronómico y Forestal, Crtra. de Cáceres s/n06071 Badajoz.(**) Universidad de Extremadura, Dr. Ing. Agrónomo, Profesor Titular deUniversidad. Crtra de Cáceres s/n 06071 Badajoz.

RESUMEN Los dinteles de pórticos industriales elementales a dos aguas son piezas a flexocompresión que precisan de lascomprobaciones de pandeo por compresión y pandeo lateral. La normativa actual de aplicación en el cálculo de estructurasmetálicas, el Código Técnico de la Edificación o CTE, genera cierta incertidumbre en el cálculo del coeficiente beta de pan-deo pues es con esta norma con la que se obtiene el coeficiente de pandeo en dinteles de pórticos biempotrados de una altu-ra. La norma indica una formulación que permite hacer ciertas aproximaciones a la realidad en el caso de pilares, pero enlos dinteles este procedimiento da coeficientes que queda muy por encima del lado de la seguridad. Para una estimaciónmás real en este trabajo se proponen dos alternativas:• La obtención de una fórmula que permita calcular el coeficiente β en dinteles.• Un coeficiente k que multiplicado por la inercia del dintel permita ajustar el coeficiente que propone la norma.Para estas estimaciones se emplea como metodología de cálculo el método de los elementos finitos, y para ello la técnicacon la que se trabaja es el pandeo linealizado. El resultado será la ecuación del coeficiente de pandeo que se propone para el estudio realizado y el valor que tomará elvalor k en la fórmula que establece el CTE.


Palabras clave: Pandeo, Método de elementos finitos, Pórticos biempotrados.

se incluye el procedimiento de cálculo de beta, antes re-suelto mediante el método de varias alturas establecido enla anterior norma de estructuras de acero de España.

Por otro lado el grado de traslacionalidad “r” de pórticosbiempotrados metálicos de una altura es menor de 0,1 lo quelas clasifica como intraslacionales. De ahí surge la necesidadde calcular el coeficiente beta para pilares y dinteles de pór-ticos biempotrados intraslacionales. Los pilares se resuelvensegún los criterios del profesor Argüelles aplicando el mé-todo del CTE y multiplicando la inercia del dintel por 0,75[2]. Al no existir ningún procedimiento para dinteles, los au-tores proponen uno específico en este trabajo.

2. MÉTODOS EXISTENTES PARA LA ESTIMACIÓN DELCOEFICIENTE DE PANDEO EN DINTELES

Actualmente, para la estimación del coeficiente de pandeo endinteles de pórticos metálicos intraslacionales de una alturano existe ningún método de cálculo. Para ello se utilizan lasconsideraciones establecidas en el Código Técnico de la Edifi-cación para construcciones metálicas de varias alturas. La fór-mula que resuelve el pandeo intraslacional según el CTE es:

Donde:

I = Momento de inercia.L = Longitud de la barra que interese.v = sumatorio de vigas en el punto.c = sumatorio de columnas en el punto.K = Coeficiente con valor 0,5 en pórticos intraslacionales.

Aunque también se puede utilizar el nomograma (figura 2).En caso de que no exista una barra, esta no se computa

en la ecuación de η. Cuando un extremo está empotrado η =0 y si está articulado η =1.

3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS: M.E.F. NO LINEAL,PANDEO LINEALIZADO

En el análisis no lineal de estructuras la relación entre lamatriz de fuerzas y desplazamientos sólo se relaciona demodo incremental ΔF = KT Δa por medio de la matriz de ri-gidez tangente. Esta matriz está formada por la suma deotras tres, Ko la matriz de primer orden; KL la matriz degrandes desplazamientos y Kδ la matriz de rigidez geomé-trica. Se puede decir que una estructura pandea cuando losdesplazamientos son infinitos (Δa = ∞). Para ello, como KT

-1

ΔF = Δa conlleva a que como ΔF no es infinito, sólo puedeserlo la matriz de rigidez tangente, y recordando que parainvertir una matriz se divide por el determinante, es éste elque debe tomar valor cero para que tengamos KT

-1 infinito.Se concluye de esto que para que una estructura pandee eldet (KT) = 0.

Este problema puede simplificarse por medio del llamadopandeo linealizado que en la práctica consiste en obviar lamatriz de grandes desplazamientos KL y calcular para quévalor de carga ocurre el pandeo. Se hace partiendo de la con-figuración deformada en la matriz de primer orden y te-niendo en cuenta el nivel de carga en la matriz de rigidezgeométrica. Esta simplificación supone llevar el fenómenodel pandeo a calcular: det (Ko + λ Kδ) = 0, con matricesgeneradas a partir de los tensores no lineales oportunosEste último procedimiento es el empleado en nuestro tra-bajo. Por otra parte en cuanto al tipo de elemento de trabajo,se empleó un elemento de viga Beam 3 de Ansys que ajusteel campo de desplazamientos de la flexión de Timoshenkopara tener así en cuenta la influencia del cortante.

4. ESTUDIOS PREVIOS El programa utilizado para trabajar con el método de ele-mentos finitos ha sido ANSYS Educacional 8. Inicialmentese desarrolló mediante elementos viga, un modelo de pórticobiempotrado de una altura, para que con sólo darle los valo-res de cargas, características geométricas del pórtico,...etc.se llegue a calcular su carga crítica y se pueda así despejarel coeficiente de pandeo.

η =+

∑

∑ ∑

IL

IL

K IL

v

v c

β η η η η= 0,5 + 0,14 ( 1+ 2) + 0,055 ( 1+ 2)2

EL COEFICIENTE β DE PANDEO DE DINTELES DE PÓRTICOS BIEMPOTRADOS METÁLICOS INTRASLACIONALES DE UNA ALTURA...


FIGURA 1. Coeficientes de distribución (η1 y η2).FIGURA 2. Coeficiente de longitud de pandeo mediante coeficientes dedistribución para pórticos intraslacionales (C.T.E).

Pilar a comprobar Kc

K11

K21

K1

K12

K22

K2

Coeficiente de distribución η1

Coeficiente de distribución η2

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

η1

η2

0.90

0.80

0.75

0.70

0.65

0.60

0.570.55

Hasta llegar al modelo definitivo se chequearon variosmodelos previos que se cotejaron con la carga crítica de laviga apoyada-apoyada, la viga biempotrada y con el modeloen su versión traslacional empleado en trabajos previos [3].

Validado y asegurado la veracidad del resultado, el mo-delo de pórtico biarticulado traslacional con carga gravitato-ria uniforme, se convirtió en intraslacional biempotrado mo-dificando las ligaduras de cabeza de pilares y empotrandolas bases de estos.

5. ANÁLISIS DE TENDENCIASDesde un punto de vista práctico surge la necesidad de cono-cer la evolución del coeficiente de pandeo β en función de lasvariables que afectan a su valor. Así se consigue realizar unestudio más eficiente que permitirá centrarse en los aspec-tos de mayor relevancia y aportar una gran informaciónpara afrontar cualquier toma de decisiones que pueda in-fluir en dicho coeficiente β. Para ello se parte de un caso con-creto (pórtico biempotrado a dos aguas de 30 m de luz, 8 maltura pilar, pendiente del 20% y proporción inerciapilar/inercia dintel 1) y se analiza su evolución, modificandouna variable cada vez.

Antes de ir modificando cada una de las variables, se es-tudió la influencia en el coeficiente de pandeo de pórticos se-mejantes. Se comprobó que manteniendo la proporciónluz/altura del pilar, y duplicando y triplicando todas lasinercias, β permanecía constante.

• Aumentando el valor de la luz el coeficiente de pandeose reduce, y a mayor altura de pilares este aumenta.

• La proporción entre inercias es una variable intere-sante. A medida que aumenta la inercia del pilar conrespecto a la del dintel el coeficiente de pandeo dismi-nuye. Este es, junto a la proporción luz/altura uno delos factores más importantes a la hora del cálculo delcoeficiente de pandeo en el estudio realizado.

• La influencia de la pendiente toma muy poca relevan-cia en este caso, su coeficiente de pandeo apenas varíapara valores de la pendiente entre el 10 y el 30%.

6. METODOLOGÍA DE TRABAJO EN LA DEFINICIÓNDE LA ECUACIÓN

Este trabajo va enfocado en dos líneas de investigación, porun lado la obtención de una fórmula que permita calcular elcoeficiente de pandeo de la estructura que definimos y porotro lado la de establecer un coeficiente k que multiplicadopor la inercia del dintel permita en la fórmula que estableceel Código Técnico de la Edificación un β más ajustado a loindicado por el método de los elementos finitos.

Para ello se calculó el β de 102 pórticos. Estos pórticos seconsiguen tras combinar 3 luces (20 m, 30 m y 40 m), 4 altu-ras de pilares (de 4 a 10 m), 3 proporciones entre inercias(1, 2 y 3) y 3 pendientes (10%, 20% y 30%). Todos los pórti-cos se calculan considerando que se establece una carga uni-forme gravitatoria sobre los dinteles.

Las variables que definen cualquier pórtico tras el estadode carga son la luz, altura de pilares, la pendiente y las rela-ciones entre inercias reales. Tras la realización del análisisde tendencias e influencia de estas variables se puede tenerun criterio para decidir a que parámetros de los menciona-dos se les debe dar más peso en el estudio debiendo estarconjugados con la realidad.

El procedimiento seguido para la obtención de los datosfue el simular los pórticos anteriormente descritos por me-dio del M.E.F. (ANSYS Educacional 8).

7. PARAMETRIZACIÓN DE LAS VARIABLESEn este apartado se trata de analizar el coeficiente de pan-deo de modo que permita bosquejar por donde pueden ir lastendencias del coeficiente de pandeo y en función de qué va-riables. Se ha estudiado que la proporción entre inerciasjunto a la de luz/altura del pórtico son los factores más im-portantes a la hora del cálculo de β en el estudio realizado.

Todos los métodos de cálculo parametrizan las variablesen una o dos, de modo que luego trabajan con funciones tipof(x) o f(x,y). Las regresiones tipo f(x) son las más intuitivasde parametrizar, además son más cómodas para aplicar pos-teriormente.



FIGURA 3. Casos estudiados.

20 m, β=0,84730 m, β=0,8

40m, β=0,777

LUZ

4 m, β=0,7526 m, β=0,777

8 m, β=0,8010 m, β=0,823

ALTURA

10%, β=0,79920%, β=0,8

30%, β=0,799

PENDIENTES

1, β=0,82, β=0,753

3, β=0,735

PROPORC.INERCIAS

I PILAR/ I DINTEL

Luz = 30 m, H= 8mPte= 20% (11,31°)Area dintel= 105,6 cm2

Inerc. dintel = 120550 cm4

Canto dintel = 82,4 cmArea pilar = 105,6 cm2

Inerc. pilar = 120550 cm4

Canto pilar = 82,4 cm

β=0,81

Entonces se puede concluir que para obtener una ecua-ción que nos dé el coeficiente de pandeo esta debe (en princi-pio) depender de un parámetro que englobe en él a las otrasvariables para luego aplicar la regresión que nos dé los ma-yores coeficientes de correlación.

Vistas las ecuaciones existentes y las posibles, parece ló-gico pensar que una ecuación polinómica o una potencial se-rán a priori las que se adapten mejor a la distribución delcoeficiente de pandeo.

Para facilitar la regresión es muy importante concebirbien el parámetro que engloba a las otras variables. Esta esla razón por la que éste debe reflejar bien las característicasdel pandeo, para que los pórticos semejantes entren con elmismo valor del parámetro en la ecuación que se aplique.Esto significa que dicho parámetro debe respetar la si-guiente condición: para una misma pendiente, igual propor-ción luz-altura e igual proporción de inercias dintel-pilar, elvalor del parámetro debe ser el mismo. Así entramos en lafórmula de la regresión con la misma cifra y obtenemos elmismo coeficiente de pandeo.

Con estas ideas se sientan las bases para la parametriza-ción de las variables. Estudiando los valores del coeficiente

de pandeo en todos los casos, se determina que el aporte dela relación entre inercias al incremento del coeficiente depandeo no es el mismo que el de la relación luz/altura y lapendiente.

Por esta razón se parametrizan las variables luz, alturade pilares, inercia de dinteles, inercia de pilares y pendientedel siguiente modo:

((α1 (Luz/altura)m) + (α2 (Inercia pilar/ Inercia dintel)n))+ (α3 (pendiente %)p)

Esta forma se explica por las siguientes razones: cumplecon las características propias de estos coeficientes de para-metrización, separa las dos relaciones incrementales, man-tiene la adimensionalidad que hasta ahora también se veníadando, es válida para implementar en una función y siguelas premisas dadas por el análisis de tendencias.

Por otro lado se decía anteriormente que se estableceríaun parámetro k que mejore la fórmula del CTE, pues bieneste parámetro se encontró multiplicando la inercia del din-tel, de manera que los valores que arroje la ecuación delCTE se ajusten lo más posible a los valores obtenidos con elM.E.F.



FIGURA 4.

FIGURA 5.

0 50 100 150 200 250 300

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

y = 8E–06x2 – 0,0034x + 1,0685

R2 = 0,9348

BETA

Polinómica (BETA)

a = 21,6 • (Luz/altura)0,85 para 2,5 ≤ (Luz/altura) ≤ 10b = 27,7 • (Ipilar/ Idintel)1 para 1 ≤ (Ipilar/ Idintel) ≤ 3c = 0,42 • (Pendiente %)0,9 para 10% ≤ (Pendiente) ≤ 30%Con

X = (a + c) + b ≤ 244,98ECUACIÓN:

β = (8 • 10-6 x2 – 0,0034x + 1,0685)

H

Id

Ip

LUZ

8. OBTENCIÓN DE LA ECUACIÓN Y AJUSTE FACTOR KCon esta forma de parámetro el siguiente paso es trabajariterando con los valores de α1, α2, α3, m, n y p hasta tener laregresión por medio de una hoja de cálculo que nos dé losmayores coeficientes de correlación. Finalmente se obtuvo lasiguiente ecuación que se representa en la Figura 4.

Se obtuvo al

α1 = 21,6, α2= 27,7, α3 = 0,42, m = 0,85, n = 1 y p= 0,9.

El parámetro k, se obtuvo tomando distintos valoreshasta que se consiguió aquel que al comparar con los valoresobtenidos con el M.E.F se produjera el menor error. Este co-eficiente adquirió un valor de 1,66, obteniendo un valor me-dio de error del 0,02 %. La fórmula de η quedaría de la si-guiente manera:

9. ANÁLISIS DE ERRORESEste apartado trata de analizar el grado de error que pro-duce la fórmula de β obtenida, así como el que se comete alaplicar el coeficiente k en el método que establece la norma,ambos con respecto a los valores obtenidos con el método deelementos finitos. En este punto hay que destacar, que elerror producido por la norma sin ajustar en relación alM.E.F. supone algo más del 3,5.

En la fórmula obtenida es importante destacar que a pesardel alto coeficiente de correlación, podríamos estar cometiendoerrores en la estimación tales que ofreciesen valores por de-bajo del real. Esto puede estudiarse como sigue: partiendo delos datos que se usaron en los 102 pórticos modelizados, se lesaplica la ecuación y se comparan los resultados con los delM.E.F. Además se conoce así el orden de error que se tiene.

En la Figura 6 se representa el error en tanto por ciento. En esta gráfica los errores positivos son los que están del

lado de la seguridad, donde nunca se sobrepasa el del 4%.Dentro de los negativos, el mayor valor es el del pórtico de20 m de luz, 8 m altura pilar, 3 proporción de inercias y 20%de pendiente, con un error del –4,5%. Se debe destacar queel valor medio del error cometido no supera el 0,35%.

En la aplicación del factor k, se comparan los valores ob-tenidos aplicando la fórmula del CTE una vez multiplicadala inercia del dintel por el valor k obtenido y el error medioque se produce es de un 0,02%.

10. CONCLUSIONESSe han analizado 102 pórticos de acero intraslacionales conel objeto de definir y acotar el coeficiente de pandeo de din-teles de pórticos industriales biempotrados de acero de unaaltura a dos aguas. Para ello se desarrolló un modelo deelementos finitos que emplea un método lineal de autova-lores, con el que se estudiaron todos los casos propuestos yse compararon con los arrojados por la norma actual exis-tente.

En lo que se refiere al análisis de tendencias se apreciacomo la pendiente apenas afecta al valor del coeficiente depandeo. Sin embargo un incremento de la luz reduce el valordel coeficiente de pandeo del dintel mientras que el aumentode la altura del pilar aumenta el valor de β, de ahí se deduceque la proporción luz-altura cuando aumenta reduce el valordel coeficiente. También se concluye que el aumento de laproporción inercia del pilar-inercia del dintel reduce el valordel coeficiente de pandeo. El valor de este coeficiente se veinfluenciado por los parámetros adimensionales luz entre al-tura y proporción entre inercias, de ellas la segunda es másinfluyente que la primera proporción en el valor de beta,aunque con diferencias poco significativas entre sí.

En general se aprecia que los resultados obtenidos con elM.E.F. en los coeficientes de pandeo en dinteles son algo me-nores que los de la norma existente. Así por ejemplo, hemosencontrado valores de β = 0,77 con el M.E.F. frente a 0,81con el C.T.E. para las mismas características del pórtico.Para mejorar esta situación se propone la ecuación del coefi-ciente de pandeo obtenida a partir del M.E.F. y que quedareflejada en la Figura 7, definida con un coeficiente de re-gresión R2 de 0,93. Además de esta, también se define un co-eficiente k, con valor 1,66, que multiplicado por la inerciadel dintel permite ajustar la fórmula de la norma existentesegún se propone en la Figura 8.

11. BIBLIOGRAFÍA[1] Código Técnico de la Edificación. Marzo 2006. Ministe-

rio de Vivienda.[2] “Estructuras de acero: uniones y sistemas estructura-

les” ARGÜELLES ÁLVAREZ, R; ARGÜELLES BUSTI-LLO R, ARRIAGA MARTITEGUI F, ATIENZA REA-LES J.R. 2ª Edición. Editorial. Bellisco (2007).

[3] VIDAL LOPEZ, P.; GUAITA FERNÁNDEZ, M.; LÓPEZVILLAR, M.J.; COUTO YÁÑEZ, A. 2000. El coefi-ciente β de pandeo en pórticos biarticulados me-tálicos de una altura: propuesta de ecuación me-diante el M.E.F. Ingeniería Civil nº 117, 107-114.

η =+

⋅

∑

∑ ∑

IL

IL

K IL

v

v c

1 66,



FIGURA 6. Error fórmula β.

4

2

0

–2

–4

error %

1. INTRODUCCIÓNLa necesidad del hombre de poseer un hogar digno lo ha lle-vado a probar novedosas técnicas para la construcción de vi-viendas. Sin embargo, hasta hace algunos años esta tenden-cia no ha sido el denominador común de los constructoresvenezolanos, quienes han preferido los sistemas constructi-vos tradicionales, en muchos casos reduciendo el área de lasviviendas con fines de mantener los precios acorde al poderadquisitivo de un determinado segmento de la población.

Actualmente, ya no es posible seguir con la tendencia de laconstrucción tradicional en proyectos habitacionales masivos,debido a la elevada y creciente demanda de viviendas a bajo

costo. Los datos obtenidos de censos realizados por entes gu-bernamentales para el 2004 [1], reflejan una demanda contendencia creciente de 1.085.759 unidades de viviendas nue-vas (déficit cuantitativo de viviendas) y 1.813.282 de unidadesde vivienda por mejorar (déficit cualitativo de viviendas). Estedéficit hace necesaria, la investigación de nuevas opcionesrespaldadas por soluciones técnicas y evaluaciones que haganfactible la construcción de la vivienda a bajos costos sin des-mejorar la funcionalidad, la salubridad, la seguridad, la inte-gridad estructural y la productividad.

El Gobierno Nacional de Venezuela, en la búsqueda deatender el déficit y la consideración del factor cualitativo decalidad de las viviendas, ha propiciado la necesidad del di-seño y construcción de viviendas seguras, duraderas, confor-tables, de alto rendimiento y rapidez en su construcción. Poresta razón, los organismos y empresas de públicos y priva-das, han propuesto diversas soluciones habitacionales condiferentes soluciones estructurales: una compuesta por sis-temas de marcos metálicos [2 y 3], otra con diafragmas dehormigón macizo ó con rellenos de poliestireno (Sistema Tec-nopanel ó Emedos [4], el Sistema Save [5], entre otros).

Este artículo refiere un procedimiento de diseño estructu-ral basado en el estudio del comportamiento de los diafragmas(muros delgados) de hormigón armado macizo componentesdel sistema resistente de la vivienda a cargas gravitacionalesy laterales, en respuesta a la necesidad de presentar metodo-logías y técnicas diseño estructural avanzadas y apropiadaslas cuales garanticen la integridad estructural.

Comportamiento estructuralde una vivienda con diafragmas

de hormigón armado

ANDRÉS FRANCISCO UGARTE CALDERA (*), ANTONIO SARCOS PORTILLO (**),HILDRUN GARCÍA LEGL (***) y NELLY A. CALDERA DE UGARTE (****)

STRUCTURAL BEHAVIOR OF HOUSING SOLUTION MADE OF REINFORCED CONCRETEABSTRACT This paper present a structural design application for shells structural walls made by reinforced concreteaccording of among housing architectural solution proposed in Venezuela. This application deals with an evaluation andanalysis with finite shell elements of the continuous structural walls acting as stiffness system. The design results obtainedby the application of the standards codes in Venezuela and represent a performance solution of shear walls thickness withsteel mesh reinforced.

(*) Profesor e Investigador, Departamento de Estructuras, Escuela de Inge-niería Civil, Universidad del Zulia. Ipostel Santa Rita, Apartado Postal10142, Zona Postal 4002-A, Maracaibo, Estado Zulia, Venezuela.(**) Profesor e Investigador, Departamento de Estructuras, Escuela de In-geniería Civil, Universidad del Zulia. Ipostel Santa Rita, Apartado Postal10483, Zona Postal 4002-A, Maracaibo, Estado Zulia, Venezuela.(***) Investigadora, Departamento de Estructuras, Universidad del Zulia.Ipostel Santa Rita, Apartado Postal 10483, Zona Postal 4002-A, Mara-caibo, Estado Zulia, Venezuela.(****) Profesora e Investigadora, Instituto de Investigaciones de la Facul-tad de Arquitectura y Diseño, Universidad del Zulia. Ipostel Santa Rita,Apartado Postal 10142, Zona Postal 4002-A, Maracaibo, Estado Zulia,Venezuela.

RESUMEN El presente artículo ilustra una aplicación de diseño estructural para los diafragmas de hormigón armado de unavivienda con distribución arquitectónica, correspondiente a una solución habitacional de construcciones masivas propues-tas en Venezuela. Esta aplicación consiste en el análisis y evaluación del comportamiento del continuo de los diafragmas dehormigón armado componentes de la vivienda caso de estudio, a través de la técnica de elementos finitos de membranasconsiderando los códigos actuales de diseño estructural. Los resultados del diseño representan una propuesta optimizadade los espesores de las paredes portantes y mallas de acero de refuerzo.


Palabras clave: Comportamiento continuo, Elementos finitos de membranas.

2. DESCRIPCIÓN ARQUITECTÓNICA Y DE LA SOLUCIÓNESTRUCTURAL DE LA VIVIENDA CASO DE ESTUDIO

La vivienda consta de una distribución arquitectónica y unaconfiguración de diafragmas de hormigón macizo, los cuales di-ferencian los siguientes espacios: tres dormitorios, dos salas debaño, una cocina integrada a la sala en un espacio amplio y unárea de lavaderos, repartidos en 78 m2 de construcción (Fig. 1).

El sistema resistente a cargas está conformado por pare-des macizas de hormigón de 10 cm. de espesor (diafragmas),las cuales soportan el techo de la estructura conformadastambién por placas macizas delgadas de hormigón armadode 10 cm. de espesor.

3. MODELO TEÓRICOSe elaboraron modelos matemáticos de las paredes de la vi-vienda con elementos de placas de cuatro nodos “Shell - Pla-tes” con seis grados de libertad por nodo con el programa deanálisis estructural y diseño Staad Pro [6]. Estos modelos deplacas consideran esfuerzo plano y flexión del miembrofuera de su plano. De todas maneras, la concepción estructu-ral de la vivienda consiste en que la rigidez lateral es obte-nida dada la distribución o arreglo de las paredes en direc-ciones ortogonales que definen los espacios arquitectónicos,es decir, es suficiente modelar la paredes con elementos queparten rigidez solo en su plano (modelos de membranas).

Los modelos generados parten de la subdivisión de las pa-redes de la vivienda (Fig. 1-b) en cuadrículas (elementos deplacas) de tamaño aproximado de 63x63 cm. (Fig. 2), que alestar interconectados en direcciones ortogonales propician larelación de compatibilidad de desplazamientos y acopla-miento de rigideces laterales. El modelo matemático de lasparedes de la vivienda estudiada está definida por 525 nodos,387 elementos de placas, 99 soportes elásticos, los cuales con-

COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE UNA VIVIENDA CON DIAFRAGMAS DE HORMIGÓN ARMADO


FIGURA 1. Configuración de diafragmas de hormigón macizo según distribución arquitectónica de la vivienda. (a) Vista en planta. (b) Esquema 3D con vanos.

FIGURA 3. Ilustración de soportes en la base de los diafragmas de hormigón.

FIGURA 2. Modelo Espacial de los diafragmas de hormigón.

(a)

Dorm. 1

Dorm. 2

Dorm. 3

Baño 1

Baño 2

Cocina

Sala

Closet

Closet

Closet

8.30

0.903.76

1.05 1.93

3.44

7.64

3.40

2.14

1.32 1.

97

3.17

3.15

0.60

0.60

3.89

3.05

Lav

(b)

0.63m

3.50m

4.00mY

XZ

1.25m

1.07m

2.38m

2.50m

9.67m

1.19m4.17m

Y

XZ

llevan a 3.150 grados de libertad. Las fundaciones fueron con-sideradas como soportes elásticos cuya transmisión de cargase realizó por área tributaria aplicado a resortes con módulode balasto de 2 Kg. / cm2/ cm. (Fig. 3). Considerar fundacioneselásticas en los nodos de los muros resulta conservador (dellado de la seguridad) por estar fundados sobre una base depavimento de relativa rigidez respecto a las paredes propor-cionada por espesor variable entre 10 y 15 cm.

La convención de ejes locales de los elementos cuadriláte-ros va en concordancia con la secuencia de numeración defi-nida en la data de las incidencias de sus cuatro nodos “I”,“J”, “K” y “L” (Fig. 4-a). Estos ejes locales, definen la conven-ción del continuo de esfuerzos en el plano (Fig. 4-b, 5, 6-a y6-b) y fuerzas fuera del plano (Fig. 4-c y 6-c), por ello la im-portancia de generar sentidos de numeración uniformes an-tihorarios (I, J, K, L) ó horarios (I, L, K, J).

Por otro lado, los esfuerzos totales que actúan en el planodel elemento cuadrilátero de espesor “t”, se obtienen conside-rando la superposición de los efectos de los esfuerzos uniformescon los esfuerzos indirectos en el plano de la placa generado porlos momentos flectores fuera del plano “Mx y My”, que son máxi-mos en las caras superiores e inferiores de las placas según lateoría de flexión de mecánica de los materiales (Fig. 6-a y 6-b).Entonces, el esfuerzo máximo total en el plano considerando laflexión de la placa vendrá dado por las expresiones:

σ σx Total x

xy Total y

yS Mb t

SMb t− −= ± ⋅

⋅= ± ⋅

⋅6 6

2 2

σ σ σ σflexión Total directo flexiónM c

I

M t

b tM

b t=

⋅=

⋅

⋅= ± ⋅

⋅→ = +2

12

63 2



FIGURA 4. Convención de ejes locales y esfuerzos del elemento placa.

FIGURA 5. Esfuerzos directos en el elemento placa σx = Sx, σy = Sy y τxy. (a) Esfuerzos directos en el plano. (b) Cortes directos en el plano. (c) Convenciónde esfuerzos en el plano.

FIGURA 6. Efectos de las fuerzas fuera del plano del elemento placa. (a) Distribución de esfuerzos indirectos en el plano debido a “Mx” (Flexión en x). (b)Distribución de esfuerzos indirectos en el plano debido a “My” (Flexión en y). (c) Convención de fuerzas fuera del plano respecto al eje local del elemento.

(a) (b)(c)

SuperficieSuperior

SuperficieInferior

Z Y

X

Sy

Sxy

Sx

SQx

SQx

SQy

Qy

My

Myx

Myx

Mxy Mxy

Mx

L K

I J

(a)

local top(+Z surface) local top

(+Z surface)local y

local y

local x

local x

dx

dx

dy

dy

SxSxy σx σx

σy

σy

τyx

τyx

τxy

τxy

SySyx

(b) (c)

(a)

local top(+Z surface)

local top(+Z surface)

local y local zlocal y

local xlocal x

dx dx

dydy

My

Myx

Mxy

Mxy

Qx

Qx

Qy

Qy Myx

My

Mx

Mx

(b) (c)

Y

X

Z

Las fuerzas aplicadas a los diafragmas de la vivienda, co-rresponden a las acciones especificadas por las normas vene-zolanas COVENIN MINDUR 1756 [7] y COVENIN MINDUR2002-88 [8], además el diseño del acero de refuerzo de los dia-fragmas va en concordancia con las especificaciones de CO-VENIN 1753 [9]. Según las normas COVENIN MINDUR1756, la estructura se clasifica dentro del grupo B2 “Vivien-das” y le corresponde un Nivel de Diseño 1 (ND = 1), el cualno requiere cumplir los requisitos sismorresistentes. Sin em-bargo, el presente estudio consideró además de las solicitacio-nes gravitacionales (Cargas Verticales), las cargas lateralesestimadas en base a fuerzas generadas dado un corte total del6% de la masa de la vivienda, con fines de evaluar el compor-tamiento del continuo a sismos según la distribución arquitec-tónica de las paredes. En la tabla 1, se muestran las combina-ciones de cargas mayoradas para la revisión del continuo.

Los parámetros que definen las combinaciones de cargason los siguientes:D: Cargas Muertas por Peso Propio de la Estructura. Las

cargas muertas están compuestas por el peso de lalosa de techo y el peso propio de los diafragmas dehormigón armado. Las cargas de techo se modelaronactuando en los bordes superiores de las placas de lasparedes y fueron estimadas tal como se muestra acontinuación:

D (Placa Maciza – e = 10 cm.) = 240 Kg. /m2

D (Impermeabilización) = 5 Kg. /m2

D (Tejas) = 80 Kg. /m2_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

D (Total) = 325 Kg. /m2

L: Carga Viva. Esta carga actúa en el techo, y se consideróla carga viva mínima que refieren las normas de Accio-nes Mínimas [8] “L (Total) = 100 Kg. /m2”.

CP: Carga Permanente.

S: Carga de Sismo en direcciones ortogonales “x” y “z”. Es-timadas en base al 6% de la masa de la vivienda repar-tidas en los nodos superiores de manera tributaria.

El hormigón de los diafragmas de las paredes de la viviendafue modelado con una resistencia mínima cilíndrica a compresión

le corresponde los estados límites de resistencia en fibras extre-mas establecidos en la tabla 2 [9 y 10], asumiendo que los dia-fragmas no están reforzados por acero en sus fibras extremas.

4. ESTUDIO DEL CONTINUOLos esfuerzos directos promedios (Fig. 5) y máximos obteni-dos en el modelo matemático no superan el estado límite poresfuerzo de agrietamiento del hormigón en el caso de trac-ción (tabla 2 y 3), significando nula la posibilidad de agrieta-miento de los diafragmas. Sin embargo, se identifican zonasde esfuerzos críticos máximos en el plano (Fig. 10 y 11) ge-nerados por los efectos de flexión en donde se deberá refor-zar con doble malla configurada en direcciones ortogonalescon fines de evitar cualquier propagación de grietas.

En cuanto a los esfuerzos compresivos y los cortes, se ob-serva que estos esfuerzos se encuentran muy por debajo delos esfuerzos que pudiesen generar la rotura a compresión ola falla a corte. En la tabla 3, se muestran el resumen de losvalores máximos de esfuerzos obtenidos del análisis de lasenvolventes de esfuerzos (Fig. 7 – 14) versus el valor de re-sistencia definido por cada estado límite.

A continuación se muestran en las Fig. 7 – 14, los conti-nuos de cada uno de los efectos mostrados en las Fig. 5 y 6.Los continuos mostrados son los que presentaron mayoresesfuerzos a tracción, dada la poca resistencia del hormigón aesfuerzos de tracción.

f c Kg

cmE Kg

cmE f c' '= = = ⋅( )180 201246 15000

2 2y , al cual



Nominación Combinación Carga Mayorada

U1 1.4 D Fase de Construcción

U2 1.2D + 1.6L Cargas Muerta y Viva

U3-1 1.2 CP ± Sx ± 0.30 Sz Carga Permanentemas SismoU3-2 1.2 CP ± 0.30Sx ± Sz

U4-1 0.9 D ± Sx ± 0.30 Sz Carga muertamas SismoU4-2 0.9 D ± 0.30Sx ± Sz

TABLA 1. Combinaciones de Cargas (COVENIN MINDUR 1756).

Estado Límite (Falla) Valor Estado Límite

Agrietamientopor tracciones

2 2 180 27

2 2⋅ = ⋅ ≅

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟f c Kg

cmKgcm

`

Corte 0 53 0 53 180 7

2 2. ` .⋅ = ⋅ ≅

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟f c Kg

cmKgcm

Compresión

k f c Kgcm

Kgcm3 2 2

0 85 180 153⋅ = ⋅ =⎛⎝⎜

⎞⎠⎟` .

TABLA 2. Estados límites de resistencia del hormigón de los diafragmas.

Estado Límite (Falla) Valor máximo obtenido del análisis Valor Estado Límite

Agrietamientopor tracciones

σ σx y

Kgcm

y Kgcm

= =9 212 2

272

Kgcm

Corte 1 07

2. Kg

cm 7

2Kgcm

Compresión 21

2Kgcm

1532

Kgcm

TABLA 3. Valores máximosobtenidos del análisis delcontinuo de los diafragmas dehormigón.

Esfuerzos directos en el plano:



FIGURA 7. Continuo máximo de Esfuerzos“σx = Sx” para la combinación de carga U2.

FIGURA 8. Continuo máximo de Esfuerzos“σy = Sy”para la combinación de carga U2.

FIGURA 9. Continuo de Esfuerzos “τxy”para lacombinación de carga U1.

Y

XZ

Y

XZ

Y

XZ

SXkg/cm2

–5.07

–4.69–4.32–3.94–3.57–3.19–2.82–2.44–2.07–1.69–1.32–0.942–0.567–0.1920.1830.5580.933

SYkg/cm2

–5.16

–4.64–4.13–3.61–3.1–2.58–2.07–1.55–1.04–0.521–0.0050.511.021.542.062.573.09

SXYkg/cm2

–2.39–1.98

–1.57

–1.16

–0.756

–0.348

0.059

0.466

0.874

1.28

1.69

2.1

2.5

2.91

3.32

3.73

4.13



Fuerzas fuera del plano que generan esfuerzos en el plano:

FIGURA 12. Continuo de Torsores “Mxy” para lacombinación de carga U2.

FIGURA 13. Continuo de Cortes “Qx” para lacombinación de carga U2.

σ x promedio flexiónxM

b tkg m

m m

Kgcm− − = ⋅

⋅= ⋅

−

⋅ ( )⋅ =6 6 14

1 0 10

1100

12 2 2 2.

σ x máx flexión

xMb t

kg m

m m

Kgcm− − = ⋅

⋅= ⋅

−

⋅ ( )⋅ =6 6 145

1 0 10

1100

92 2 2 2.

FIGURA 10. Continuo de Momentos “Mx” para la combinación de carga U2.

σ y promedio flexiónxM

b tkg m

m m

Kgcm− − = ⋅

⋅= ⋅

−

⋅ ( )⋅ =6 6 62

1 0 10

1100

42 2 2 2.

σ y máx flexión

xMb t

kg m

m m

Kgcm− − = ⋅

⋅= ⋅

−

⋅ ( )⋅ =6 6 356

1 0 10

1100

212 2 2 2.

FIGURA 11. Continuo de Momentos “My” para la combinación de carga U1.

Y

XZ

Y

XZ

Y

XZ

Y

XZ

MXkg-m/m

–118

–101–84.9–68.4–52–35.6–19.1–2.6713.830.246.763.179.696112129145

MXkg-m/m

–356

–318–280–242–204–166–128–90.1–52.2–14.223.761.799.6138176213251

Zonas Críticas deEsfuerzos

Zonas Críticas deEsfuerzos

MXYkg-m/m

–77.8

–64.6

–51.5

–38.4

–25.3

–12.1

0.988

14.1

27.2

40.4

53.5

66.6

79.7

92.9

106

119

132

SQYkg/cm2

–0.404

–0.328

–0.251

–0.174

–0.097

–0.020

0.057

0.134

0.211

0.288

0.365

0.442

0.519

0.596

0.673

0.75

0.827

5. REQUERIMIENTOS DE REFUERZO DE ACERO1. Se requiere reforzar todas las paredes diafragmas con

malla simple configurada en direcciones ortogonales de100x100x5 mm. (1.96 cm2/ m) y ubicada en el eje centroi-dal de los muros, el cual proporciona el refuerzo de aceromínimo por retracción de fraguado y temperatura.

2. Adicionalmente se requiere reforzar con doble malla con-figurada en direcciones ortogonales de 100x100x4.00mm. y ubicada en fibras extremas de los muros, las zonasde esquinas, huecos de las puertas y ventanas e intercep-ciones entre las paredes estructurales.

6. CONCLUSIONESEl estudio detallado del continuo con modelos de placas deelementos finitos de los diafragmas de hormigón estructuralde la vivienda permitió identificar y verificar:1. Los esfuerzos directos promedios y máximos, identificando

de esta forma las zonas críticas de esfuerzos por flexión, endonde se especificó refuerzos de acero adicionales.

2. Los niveles de esfuerzos compresivos y de corte resultan-tes, están muy por debajo de las resistencias a rotura acompresión y de falla por corte.

7. RECOMENDACIONES1. Se deberá garantizar un recubrimiento mínimo de 2.5 cm.

(1”) a las mallas de refuerzo adicionales de 100x100x4 mm.,respecto a las fibras extremas de los muros.

2. Una distribución arquitectónica diferente a la analizadaconllevaría a cambios en la estructura resistente a car-gas, los cuales requerirán un procedimiento de cálculo es-tructural similar al presente, con fin de garantizar elbuen comportamiento de la vivienda como un todo y evi-tar la aparición de grietas en función de la evaluación delcontinuo de esfuerzos.

8. REFERENCIAS1. Fundación Vivienda Popular. Situacion Habitacional en

Venezuela. http://www.viviendaenred.com/opinion/Si-tuaci%C3%B3n%20Habitacional.pps#276.

2. Proyecto Casa Muro. Ministerio para la Vivienda y Habi-tad. Sistemas aporticados con Estructura Metálica.http://www.mhv.gob.ve/habitat/pag/construc5.php.

3. José M. Menendez. Proyectos de Construcción. SistemasConstructivos y Materiales. Sustitución de Viviendas.Ministerio para la Vivienda y Habitad.http://www.mvh.gob.ve/habitat/pag/construc.php.

4. Tecnopanel System S.L. http://www.tecnopanel.es/.

5. Save S.R.L. Sistemas Constructivos. http://www.cons-truir.com/ECONSULT/S/save/document/save.htm.

6. Research Engeneering International. Staad Pro 2005.http://spanish.reiworld.com/Product/Pro/fem.asp.

7. COVENIN MINDUR 1756-2-2001. Edificaciones Sismo-rresistentes. Caracas, Venezuela: Fondonorma.

8. COVENIN MINDUR 2002-88. Criterios y Acciones Míni-mas para el Proyecto de Edificaciones. Caracas, Venezuela:Fondonorma. Pag. 21-29. http://www.fau.ucv.ve/idec/nor-mas_construccion/Norma2002_8_CRITERIOS.pdf.

9. COVENIN MINDUR 1753-2003. Estructuras de Con-creto Armado para Edificaciones. Análisis y Diseño. Ca-racas, Venezuela: Fondonorma.

10.Building Code Requirements for Structural Concrete(ACI 318-05) and Commentary (ACI 318r-05) Reportedby ACI Committee 318.



FIGURA 14. Continuo de Cortes “Qy” para lacombinación de carga U2.

Y

XZ

SQYkg/cm2

–1.07

–0.962

–0.859

–0.755

–0.652

–0.548

–0.445

–0.342

–0.238

–0.135

–0.031

0.072

0.176

0.279

0.383

0.486

0.589

1. INTRODUCCIÓNLa generación de sistemas discretos de partículas es un temade singular importancia para la simulación y modelación dediversos problemas de ingeniería civil, mecánica donde esténpresentes materiales sueltos (medios tales como suelos) o co-hesionados. Existen algunas investigaciones que han abordadoesta temática ([1], [2]), pero se han limitado al empleo de par-tículas esféricas, poliédricas, elipsoidales, etc. ([3] es una de laspocas formulaciones totalmente generales). Es conocido ([4])que las funciones de supercuádricas se pueden emplear comoun tipo de partícula, que tiene la ventaja de que con una únicaformulación se pueden obtener diversas formas geométricas(las comúnmente empleadas y otras completamente nuevas).Con el solo hecho de variar los parámetros de la función se ob-tienen esferas, elipsoides, curvas casi rectangulares y otras.

En el proceso de formulación de un algoritmo de empa-quetamiento de partículas o generación de medios discretos,en este caso empleando funciones de supercuádricas, paraser empleados en la simulación de problemas físicos a travésdel Método de Elementos Distintos (MED), es necesario re-

solver un grupo de aspectos muy complejos desde el puntode vista matemático.

Uno de estos aspectos de gran utilidad es poder construiruna curva que esté en contacto exteriormente con otras dos(caso 2D) o una superficie con otras tres (caso 3D), ya que deesta forma se puede lograr una compactación local máximadel empaquetamiento que se genera ([5]). En el presente ar-tículo se hacen aportes a la construcción de curvas en sen-tido general y se muestra la aplicación de las formulacionesal caso de supercuádricas.

En el proceso de formulación del problema de empaque-tamiento o generación de partículas para el MED, se empleala siguiente metodología, similar a como aparece en [1]:1. Generación de la partícula que debe ser agregada al em-

paquetamiento.2. Selección de un frente activo y determinación de la posi-

ción en la cual la nueva partícula esta en contacto conotra más (caso 2D) o con otras dos (caso 3D) que formanparte del frente.

3. Chequeo de si la partícula generada se intersecta conotras existentes. Si no ocurre solapamiento la nueva par-tícula es aceptada y se continúa con el ciclo de generaciónhasta llenar el volumen (3D) o área (2D). En caso contra-rio se rechaza la posición y se regresa al paso 2, hastaque no exista un frente activo.

Generación o empaquetamientode medios discretos para el

Método de Elementos Distintos

IRVIN PÉREZ MORALES (*), ROBERTO ROSELLÓ VALERA (*) y YORDANIS PÉREZ BRITO (*)

PACKING GENERATION OF DISCRETE MEDIA FOR THE DISTINCT ELEMENT METHODABSTRACT There have been stated the mathematical foundations that allow to obtain packings of any type of planeparticles, which will contribute to make simulations and modelling of physical problems through the Discrete ElementMethod (DEM). There is also described in detail the numerical method for solving the problem, for which is exposed in acompletely general fashion a procedure for constructing a curve in outer contact with other two, being this formulationrelatively easy to extend to 3D. There is analized in detail the case of the superquadric curves, due to its usefulness anddegree of generality. The above mentioned curve construction has an immediate application in particle packing generationalgorithms, which have a great importance in the DEM.

(*) Centro de Métodos Computaciones y Numéricos en la Ingeniería,CIMCNI-Aula UCLV-CIMNE. Universidad Central de Las Villas. Carreteraa Camajuaní Km 5 1/2, C.P. 54830 Santa Clara, Villa Clara, Cuba.

RESUMEN Se establecen los fundamentos matemáticos que permiten obtener empaquetamientos de partículas planas gené-ricas, lo cual contribuirá a realizar simulaciones y modelaciones de problemas físicos, a través del Método de los ElementosDiscretos o Distintos (MED). Además, se describe en detalle el método numérico de solución del problema, para lo cual seexpone de manera completamente general un procedimiento para construir una curva que está en contacto exteriormentecon otras dos, siendo esta formulación relativamente fácil de extender a 3D. Se trata en detalle el caso de las curvas super-cuádricas, debido a su utilidad y nivel de generalidad. La mencionada construcción de curvas tiene una aplicación inme-diata en algoritmos de generación de partículas, los cuales tienen una gran importancia en el MED.


Palabras clave: Supercuádricas, Curvas, Partículas, MED, Algoritmos empaquetamiento.

2. CONSTRUCCIÓN DE UNA CURVA EN CONTACTOCON OTRAS DOS

Una vez definidos los aspectos generales necesarios para es-tablecer un algoritmo de empaquetamiento de partículas sedeben formular los problemas a resolver.

Se desea hallar la posición de una curva continua ce-rrada en R2 de manera que esté en contacto exteriormentecon otras dos curvas continuas cerradas en R2 respectiva-mente. La formulación es la siguiente:

Sean Pi: R2 ➞ R, i = 1–,–2–, funciones continuas tales que

Pi(x) = 0 sea una curva continua cerrada, y además Pi(x) < 0si y solo si x pertenece al interior de la curva.

Sea P3: R2 x R2 ➞ R, una función continua tal que P3(x, y0) =0 sea una curva continua cerrada para y0 constante, y ademásP3(x, y0) < 0 si y solo si x pertenece al interior de la curva.

El problema queda planteado en el siguiente sistema deecuaciones:

(1)

donde

(2)

siendo DomFi.= R2.

Las desigualdades del sistema (1) son para asegurar queel contacto entre las curvas P3 y P1 y P2 sea un contacto ex-terior, donde qi es un punto interior a la curva Pi(x) = 0. Esobvio que Fi(y) < 0 si y solo si existe algún punto de la curvaP3(x, y) = 0 encerrado dentro de la curva Pi(x) = 0.

2.1. POSIBLES VIAS DE SOLUCION DEL PROBLEMA GENERAL.Formulado el problema, se procede a la solución del mismo.Las únicas posibilidades para el sistema (1) son:a) tener dos soluciones, en el caso general (figura 1).b) tener solución única, en el caso degenerado (figura 2).c) no tener soluciones reales (figura 3).

Una variante de solución del sistema (1) es resolver elproblema

(3)

el cual contiene las soluciones de (1). Además, siempre esposible acotar y dentro de un rectángulo al resolver (1) ó (3).

2.2. PROBLEMA ESPECÍFICO PARA EL CASO DE PARTÍCULASOBTENIDAS POR FUNCIONES DE SUPERCUÁDRICAS

Después de haber planteado el caso general y establecer lasvías de solución se puede particularizar al caso específico departículas obtenidas a través de funciones de supercuádricas.En este sentido el planteamiento del problema se define por:

Este es el mismo que el problema planteado en el epí-grafe 2.1, solo hay que especificar que:

(4)

(5)

donde:A: R2 ➞ R2 es la composición de una rotación y una

x |➞ ((Ax)1,(Ax)2) traslación,Bzx = ((Bzx)1,(Bzx)2) = Mz+x, siendo M una matriz de rota-ción de R2, y los valores ai, bi, αi, βi ∈ R++, i = 1

–,–3–, son cons-

tantes conocidas.Las curvas Pi del problema específico son las llamadas

supercuádricas, las cuales tienen ecuación canónica.

P(x) = 0,

P x y

B xa

B xb

y y3

1

3

2

3

3 3

1( , )( ) ( )

= + −α β

P x A x

aA x

bii

i

i

i

i i

( ) ( ) ( )= + −1 2 1

α β

minimizar (F (y)) + (F (y))P (q ,y) > 0

12

22

3 is.a.

F y P xi

P x yi( ) min ( )

( , )=

=3 0

F yP q y

ii

i

( )( , )

,=

>=

⎧⎨⎩

00

1 23

GENERACIÓN O EMPAQUETAMIENTO DE MEDIOS DISCRETOS PARA EL MÉTODO DE ELEMENTOS DISTINTOS


FIGURA 1. Caso General. La partícula roja solo puede estar enexactamente dos posiciones para estar en contacto con cada una de lascurvas negras simultáneamente.

FIGURA 2. Caso degenerado. La partícula roja solo puede estar enexactamente una posición para estar en contacto con cada una de lascurvas negras simultáneamente.

FIGURA 3. Caso de no solución. La partícula roja no puede estar enninguna posición para estar en contacto con cada una de las curvasnegras simultáneamente, debido a que su diámetro es menor que ladistancia entre las curvas negras.

donde

(6)

para a, b, α, β ∈ R++ ([6]). En forma paramétrica esta curva se puede representar

por

(7)

Aprovechando la expresión (7), es posible escribir la fun-ción Fi(y) de (2) como:

(8)

con lo cual solo hay que resolver un problema de minimiza-ción univariada para cada evaluación de Fi(y), teniéndoseademás que la parametrización x = x(t) viene dada por:

(9)

y

Se tiene además que para invertir M solo hay que cambiarleel signo a los términos no diagonales de la matriz correspon-diente debido a que es de rotación.

En el problema específico de las supercuádricas, es fácilacotar a y dentro de un rectángulo que lo contiene.

3. MÉTODOS NUMÉRICOS DE OPTIMIZACIÓNEMPLEADOS

Una vez formulado el problema se evidencia la necesidad deemplear una variante de solución, que debe ser en este casoalgún método de optimización. En esta investigación se hanempleado el Método de Punto Interior ([7]) y Nelder-Mead([8]).

3.1. MÉTODO NUMÉRICO DE BÚSQUEDA LOCAL.MÉTODO DE PUNTO INTERIOR

El algoritmo de punto interior resuelve un problema de opti-mización restringida mediante la combinación de restriccionesy la función objetivo a través del uso de la función barrera. Elproblema específico debe ser convertido a la forma estándar

(10)

Las constantes no negativas son entonces reemplazadas me-diante la adición de un término barrera a la función objetivo:

donde: μ > 0 es un parámetro barrera.La condición necesaria de Karush-Kunh-Tucker(KKT)

(asumiendo, por ejemplo, que el gradiente de h es lineal-mente independiente) es:

∇ ψμ(x) – yT A(x) = 0, h(x) = 0

donde A(x) =(∇ h1(x), ∇ h2(x),...,∇ h1(x))T x) es de dimensiónm x n, o

g(x) – μX–1e – yT A(x) = 0h(x) = 0

Aquí X es una matriz diagonal, con el elemento diagonali de xi si i ∈ I, o 0. Introduciendo variables duales z = μX–1ese obtiene:

(11)

Este sistema no lineal puede ser resuelto con el método de New-ton [9]. Sea L(x,y) = f(x) – h(x)T y H(x,y) = ∇2 L(x,y) = ∇2 f(x) –

Entonces la matriz de Jacobi para el sistemaanterior (2) es

Sustituyendo la igualdad δz = –X–1(Zδx+dxz) para eliminar δzse tiene (H(x,y)+ X–1Z),δx – A(x)T δy = –dψ –X–1dxz, quedando:

(12)

Así, el problema no lineal restringido puede ser resueltoiterativamente mediante

(13)

con la dirección de búsqueda (δx, δy, δz) obtenida después deresolver el anterior sistema jacobiano (12).

Para asegurar la convergencia, se necesita tener algunamedida del éxito. Una forma de hacer esto es usar una fun-ción de mérito, como la siguiente función lagrangiana au-mentada de mérito.

En este método es necesario emplear una tolerancia nu-mérica. El criterio de convergencia para el algoritmo depunto interior es:

3.1.2. Función lagrangiana aumentada de méritoLa siguiente igualdad define una función Lagrangiana au-mentada de mérito:

(14)

Aquí μ > 0 es el parámetro barrera y β > 0 un parámetrode penalización. Se puede probar que si la matriz N(x,y) =H(x,y)+X–1Z es definida positiva, entonces o bien la direcciónde búsqueda dada por (13) es una dirección de descenso parala anterior función de mérito (14), o (x, y, z, μ) satisface lascondiciones de KKT (11). Una búsqueda lineal es realizada alo largo de la dirección de búsqueda, con la longitud inicialdel paso escogida lo más cercana posible a 1, mientras semantienen las restricciones positivas. Un procedimiento derecorrido hacia atrás es entonces usado hasta que la condi-ción de Armijo es satisfecha en la función de mérito,φ(x+tδx,β) ≤ φ(x+β) + γt∇φ(xx,β)Tδx, con γ ∈ (0, 1/2].

3.2. MÉTODO NUMÉRICO DE OPTIMIZACIÓN DE NELDER-MEADEl método de Nelder–Mead es un método de búsqueda di-recta. Para una función de n variables, el algoritmo man-tiene un conjunto de n+1 puntos formando los vértices de un

φ β μ λ β( , ) ( ) – ln( ) – ( ) ( )x f x x h x h xi

T

i= +∑ 2

g x z y A x h x ZXe eT( ) – ( ) ( ) –− + + ≤μ ε

x x y y z zx y z: , : , : ,= + = + = +δ δ δ

H x y X Z A xA x

xy

d X dd

g x A x y X eh x

T

T

xz

h

T

( , ) – ( )( )

––

–( ) – ( ) –

– ( )

–

– –

+⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟ =

+⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟ =

⎛

⎝⎜

⎞

⎠⎟

1

1 1

0

δ

δ

μψ

H x y A x IA xZ X

xyz

g x z y A xh x

ZXe e

ddd

T T

h

xz

( , ) – ( ) –– ( ) –

( ) – – ( )– ( )0 0

0

⎛

⎝

⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟

⎛

⎝

⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟

=

−

⎛

⎝

⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟

= +

⎛

⎝

⎜⎜⎜

⎞

⎠

⎟⎟⎟

δ

δ

δ μ

ψ

y h x1 ii

∇=

∑ 2

1( )

m

g(x) – z – y A(x) = 0h(x) = 0ZWe = e

T

μ

min ( ) lnψ μμ x = ∑f(x) - (x )

s.a. h(x) =i

i0

min f(x)s.a. h(x) = , x0 0≥

˜ ( ˜ ) ( )B x B x M x yy y= = −− −1 1

x( ) ( (cos )cos , ( ) ), ,t a sg t t asg sent sent t= ∈ [ ]3

2

3

2

3

0 2α β

π

F y P B x ti

ti y( ) min ( ˜ ( ))

,=

∈ 0 2π

r t asg t t asg sent sent t( ) ( (cos )cos , ( ) ), ,= ∈ [ ]2 2

0 2α β

π

P x x

axb

( ) = + −1 2 1α β



polítopo en un espacio n-dimensional. Este método es fre-cuentemente denominado el método simplex, el cual no de-bería ser confundido con el bien conocido Método Simplexpara programación lineal.

En cada iteración, los n+1 puntos x1, x1, ..., xn+1 formanun polítopo. Los puntos son ordenados de manera tal quef (x1) ≤ f (x2) ≤...≤ f (xn+1). Un nuevo punto es entonces gene-rado para reemplazar el peor punto xn+1.

Sea c el centroide del polítopo consistiendo en los mejores

n puntos, . Un punto de prueba xi es generado a

través de reflejar el peor punto a través del centroide, xi = c+ a (c–xn+1), donde α > 0 es un parámetro.

Si el nuevo punto xt no es ni un nuevo peor punto ni unnuevo mejor punto, (f (x1) ≤ f (xt) ≤ f (xn)), xt reemplaza a xn+1.

Si el nuevo punto xt es mejor que el mejor punto (f (xt) < f(x1)), la reflexión es muy exitosa y puede ser llevada másaún hasta xe = c + β(xt – r), donde β > 1 es un parámetropara expandir el polítopo. Si la expansión es exitosa (f (xe) <f (xt)), xe reemplaza a xn+1.

Si el nuevo punto xt es peor que el segundo peor punto(f (xt) ≥ f (xn)), se asume que el polítopo es muy grande y ne-cesita ser contraído. Un nuevo punto de prueba es definidocomo

donde 0 < γ < 1 es un parámetro. Si f (xc) < Min {f (xn+1) f (xt)},la contracción es exitosa y xc reemplaza a xn+1. En caso con-trario una subsiguiente contracción es llevada a cabo.

Se asume que el proceso tiene convergencia si la diferen-cia entre los mejores valores de la función en el nuevo y elviejo polítopo, así como la distancia entre el nuevo mejorpunto y el viejo mejor punto, son menores que toleranciasprefijadas de antemano.

Estrictamente hablando, Nelder–Mead no es un verda-dero algoritmo de optimización global. Sin embargo, en lapráctica tiende a funcionar razonablemente bien para pro-blemas que no tienen muchos mínimos locales.

4. PSEUDOCÓDIGO DE EMPAQUETAMIENTO OGENERACIÓN DE PARTÍCULAS (SUPERCUÁDRICAS)

Después de formular el problema y establecer los diversosmétodos numéricos que pueden servir para la solución delmismo, es necesario establecer el procedimiento lógico paraobtener diferentes generaciones o empaquetamientos departículas. En este caso se empleará un esquema de seudo-código para ilustrar el procedimiento establecido para estafinalidad.

4.1. ALGORITMO PARA GENERAR UN EMPAQUETAMIENTODE SUPERCUADRICAS

Paso 1 (Initialización)– Construir dos partículas iniciales que estén en con-

tacto.– Cext ={1, 2}

Paso 2Mientras Cext ≠ φ

Paso 2.1ppiv ← i para algún 1 ≤ i ≤ Cext

Paso 2.2Si ppiv está rodeada por sus vecinas o cerca del contorno dela geometría que delimita el empaquetamiento, entonces– Cext ← Cext – {ppiv}– ir al paso 2En caso contrario– ir al paso 2.3

Paso 2.3– Construir la partícula p en contacto con ppiv y una de

sus vecinas, de manera que no se intersecte con nin-guna otra y esté dentro del contorno que delimita elempaquetamiento.

– Cext ← Cext ∪ {p}– Generar los parámetros aleatorios que definen la

nueva partícula a construir.– Ir al paso 2.1.Nota:1) En el pseudocódigo anterior, la partícula i-ésima seidentifica con el número i.

5. APLICACIONES PRELIMINARESCon el objetivo de demostrar la efectividad y viabilidad de laformulación realizada se realizaron tres ejemplos muy preli-minares (fig. 4, 5 y 6), en los cuales se calculó la posición dela curva roja para que estuviera en contacto exteriormentecon las dos curvas negras. Nótese que en el caso general, lacurva roja puede permanecer en dos posiciones para estaren contacto con las otras dos curvas negras.

Los ejemplos preliminares de generación de partículasse han efectuado empleando indistintamente uno de losdos métodos de solución numérica por optimización. En elejemplo de la figura 7 se emplea el Método de Punto Inte-rior y se puede observar que cada supercuádrica está encontacto con al menos otras dos. Por ejemplo, la curva opartícula 3 está en contacto con las partículas 1 y 2; lapartícula 52 está en contacto con la 24 y la 27, etc. En lafigura 8 se empleó el Método de Nelder-Mead para obtenerel empaquetamiento.

x

c x c f x f xc x c f x f xc

n t n

t t n=

+ ≥

+ <

⎧⎨⎩

+ +

+

γ

γ

( – ), ( ) ( )( – ), ( ) ( )

1 1

1

sisi

cn

xi

i

n

==

∑1

1



FIGURA 4. Circunferencia en contacto con otras dos. Caso particular deuna supercuádrica.

6. CONCLUSIONES

En esta investigación se ha llegado a formular y resolver elproblema de la generación de partículas con un criterio muy

general. Como caso puntual se obtienen empaquetamientosempleando funciones de supercuádricas, aspecto muy nove-doso desde el punto de vista matemático. Esta formulacióntiene la ventaja de que permite obtener diferentes tipos de



FIGURA 5. Elipse en contacto con otras dos. Caso particular de unasupercuádrica. FIGURA 6. Supercuádrica genérica en contacto con otras dos.

FIGURA 7. Generación oempaquetamiento departículas empleando

funciones de supercuádricas yutilizando como métodonumérico de solución el

Algoritmo de Punto Interior.

partícula (círculos, elipses, y partículas con puntos angulo-sos que pueden ser cóncavas o convexas) con solamente va-riar los parámetros de una misma ecuación. Es justo desta-car que la complejidad matemática del problema y delmétodo de solución es marcada y es un aspecto a tener encuenta en el costo computacional. Por otra parte, la formula-ción en 2D es relativamente fácil extender a tres dimensio-nes, aunque el costo computacional sería mucho mayor.

Desde el punto de vista matemático se ha formulado, demanera completamente general, un procedimiento paraconstruir una curva en contacto con otras dos, aspecto quepresenta una marcada novedad. Se han presentado ejemplospreliminares de la aplicación de esta formulación a curvassupercuádricas, las cuales incluyen como caso particular ala circunferencia, la elipse y otras en 2D y esferas, elipsoidesy otras en 3D.

7. REFERENCIAS[1] Y. T. Feng, K. Han, and D. R. J. Owen. An advancingfront packing of Polygons, Ellipses and Spheres. In DiscreteElement Methods, Cook BK, Jensen RP (eds). ASCE: NewYork, 2002; 104–106.[2] Sakaguchi H, Murakami A. Initial packing in discreteelement modelling. In Discrete Element Methods, Cook BK,Jensen RP (eds). ASCE: New York, 2002; 104–106.

[3] Löhner R, Oñate E. A general advancing front techniquefor filling space with arbitrary objects. International Jour-nal for Numerical Methods in Engineering 2004; 61: 1977-1991.

[4] Feng, Y.T., Han, K., and Owen, D.R.J. (2002). Polygon-ba-sed contact resolution for superquadrics. Int. J. Numer.Meth. Engng., 2006; 66:485–501.

[5] Feng, Y.T., Han, K., and Owen, D.R.J. (2002). Filling do-mains with disks: an advancing front approach. Int. J. Nu-mer. Meth. Engng., 2003; 56:699–713.

[6] Hogue, Caroline. Shape representation and contact de-tection for discrete element simulations of arbitrary geome-tries. Engineering Computations, Vol. 15 No. 3, 1998, pp.374-390. © MCB University Press, 0264-4401 Department ofEngineering, University of Cambridge, Cambridge, UK.

[7] Mehrotra, S. On the implementation of a primal-dual in-terior point method, SIAM Journal on Optimization, 2(1992) pp. 575–601.

[8] Nelder, J.A. and R. Mead. A Simplex Method for Func-tion Minimization. The Computer Journal, 7, 1965 pp.308–313.

[9] Conte, S. D., and de Boor, Carl. Elementary NumericalAnalysis. McGraw-Hill Book Company. ISBN 0-07-012447-7.



FIGURA 8. Generación oempaquetamiento departículas empleandofunciones de supercuádricas yutilizando como métodonumérico de solución elAlgoritmo de Nelder-Mead.

1. INTRODUCCIÓNEn la España peninsular, a pesar de que la superficie ocu-pada por ríos, llanuras aluviales y terrazas fluviales supone1.500.000 ha, que podrían estar potencialmente ocupadaspor bosques de ribera (Rivas - Martínez, 1987)2, sólo 101.000

ha lo están en realidad (Miguel García et al., 1982)3 restrin-gidas a una estrecha banda de orilla (tabla 1), que se reduceal mínimo en zonas de vega. Si a la reducción de su exten-sión, se une la ruptura de la continuidad espacial y la dismi-nución del grado de naturalidad, se puede concluir que losbosques de ribera, constituyen uno de los ecosistemas másamenazados de desaparición.

Muchos de los usos tradicionales (roturaciones, mono-cultivos forestales, graveras, urbanización, etc.), han pro-ducido la alteración de los bosques de ribera y de la super-ficie en la que se ubican, por lo que es necesario conocer laintensidad de la degradación producida. Para ello, se handesarrollado diversos índices de valoración de la calidadambiental de los ríos, siendo los más utilizados en Españalos siguientes:

Valoración de daños en la vegetaciónde ribera

LUIS DÍAZ BALTEIRO (*), JOSÉ ANTONIO SÁIZ DE OMEÑACA GONZÁLEZ (***),JESÚS SÁIZ DE OMEÑACA GONZÁLEZ (***), FÉLIX LÁZARO BENITO (****), ANA MACÍAS PALOMO (*)

VALORIZATION OF DAMAGES TO RIPARIAN FORESTSABSTRACT The economic values of the autochthonous riparian forests are well recognized today, thanks to their multiplesfunctions and benefits. Nevertheless, no economic analyses were fulfilled up to date, that include the whole diversity of thesebenefits, due to the lack of monitoring and evaluation of their environmental services, and the difficulties to valorize them.In order to contribute to the protection of their ecological status, through the sustainable management of their diversecomponents, a procedure for the whole valorization of the damages and impacts on the environmental, social andproductive functions of the riparian forests of continental Spain is presented. This procedure must be the basis for theestablishment of the sanctions and indemnifications associated to accidents, negligence or bad intentioned acts on theircomponents, independently of their type of property (public or private). Thus, it is necessary to consider their functions, butalso the physical environments where the vegetations lives, their legal context, the potential impacts and the methodologiesfor their valorization.

(*) ETS de Ingenieros de Montes. Universidad Politécnica de Madrid.(**) Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX).Ministerio de Fomento.(***) Facultad de Ciencias Económicas y Empresariales. Universidad deCantabria.(****) EU de Ingeniería Técnica Forestal. Universidad Politécnica de Madrid.

RESUMEN Aunque hoy en día nadie pone en duda el valor económico de la vegetación autóctona de ribera por los beneficiosque suministra, no obstante, no se ha llevado a cabo hasta ahora ningún análisis económico completo que tenga en cuentatoda la diversidad de esos beneficios, debido a la falta de seguimiento y evaluación de sus servicios medioambientales y alas dificultades para atribuirles un determinado valor. Para ayudar a proteger el mejor estado ecológico posible, mediantela gestión sostenible de sus múltiples aspectos, se presenta un procedimiento de valoración conjunta de daños1 e impactosa las funciones productivas, sociales y medioambientales de la vegetación de ribera de las cuencas de la España peninsulary sirva de base para establecer las sanciones o indemnizaciones que se produzcan por negligencias, accidentes o actuacio-nes malintencionadas sobre sus elementos, independientemente de cuál sea su tipo de propiedad (pública o privada). Paraello, es necesario, no sólo tener en cuenta sus funciones, sino el medio físico en el que se encuentran, la vegetación existen-te, la legislación que le es aplicable, las agresiones que pueden sufrir y los procedimientos de su valoración.


Palabras clave: Valoración, Daños, Vegetación, Ribera.

1 El concepto de daño medioambiental y de su reparación se recogen en la Ley26/2007, de 23 de octubre, de Responsabilidad Medioambiental (BOE 255,de 24 de octubre de 2007).

2 Rivas-Martínez, S.; et al.; 1987. Memoria del mapa de series de vegetaciónde España. ICONA. Madrid, 268 pp.

3 Miguel García, P. de; et al.; 1982. Riberas marítimas, fluviales y lacustres: ele-mentos para una ordenación. CEOTMA, serie documentación 2. MOPU. Ma-drid, 88 pp.

ANTONIO PRIETO RODRÍGUEZ (*), JUAN MANUEL VARELA NIETO (**), FERNANDO MAGDALENO MAS (**),

– IBMWP (Iberian BioMonitoring Water Procediment).– FBILL (abreviaturas de Foix, Besós y Llobregat).– RQI (Riparian Quality Index).– IHF (Índice del Hábitat Fluvial).– QBR (Índice de Calidad del Bosque de Ribera).– ECOSTRIMED (ECOlogical STatus RIver MEDiterra-

nean).– Índice Biofor (Biodiversidad forestal).– Índice ISCA (Índice Simplificado de la Calidad del

Agua).– Índice ICG (índice de calidad general).

De todos estos índices, se utilizarán, para determinar los da-ños a los bosques de ribera, el índice QBR (Índice de Calidaddel Bosque de Ribera), o alternativamente el índice Biofor (Bio-diversidad Forestal) y complementariamente, si se consideranecesario el índice ISCA (Índice Simplificado de la Calidad delAgua), por ser los más adaptados y fáciles de determinar.

El objetivo del QBR (Munné et al.; 1998)4, es determinarel estado de conservación de la vegetación de ribera, me-diante la comparación de su situación real con la potencial,solamente modificada por alteraciones naturales. La califi-cación debe ser realizada en toda la zona de ribera de losríos, incluyendo las zonas inundadas periódicamente por lasavenidas ordinarias y las extraordinarias, que potencial-mente sean capaces de soportar formaciones vegetales. Elíndice QBR caracteriza cuatro tipos de atributos cualitativostotalmente independientes: grado de cubierta de la zona deribera, estructura de la cubierta, calidad de la cubierta ygrado de naturalidad del canal natural.

– Grado de cubierta de la zona de ribera: en su estadonatural, la zona de ribera tiende a estar cubierta porvegetación, siempre que el sustrato, la recurrencia delas grandes avenidas y la geomorfología lo permitan.La calidad de la zona de ribera, por tanto, disminuye a

medida que lo hace la cubierta vegetal. Se determinael grado de cubierta por la vegetación de la zona de ri-bera, sin tener en cuenta su estructura vertical, deter-minando, la fracción de cabida cubierta (porcentaje desuelo cubierto por la proyección de las copas o partesaéreas de los vegetales) de la vegetación arbórea, ar-bustiva y de matorral. Su objetivo es garantizar laprotección frente a la erosión y la conectividad con elsistema forestal adyacente. Se considera que la conec-tividad es total cuando entre la vegetación de ribera yel ecosistema forestal de las dos márgenes del río noexiste ninguna alteración de origen antrópico longitu-dinal y paralela al río.

– Estructura de la cubierta: trata de determinar el gradode complejidad estructural de la cubierta vegetal, consi-derando los estratos de vegetación arbórea y arbustiva(en ausencia de árboles), pero no la herbácea. Cuantomayor sea la cobertura de los árboles mayor será su es-tabilidad funcional, presentando una elevada capacidadde homeostasis y recuperación frente a todo tipo de al-teraciones naturales (y parte de las antrópicas). Com-plementariamente, tendrá una elevada capacidad deatracción y refugio para la vida silvestre propia y cir-cundante aumentando la biodiversidad.En la determinación de la estructura de la cubierta secontabiliza toda la zona de ribera de las dos márgenes.Muchas veces, en las riberas con un cierto grado de al-teración, los árboles o arbustos de la antigua vegeta-ción de ribera se encuentran distribuidos en manchasaisladas, sin una continuidad entre ellos. Este hechodesestructura la continuidad de la ribera y, por tanto,hace que disminuya su biodiversidad y su papel comocorredor biológico puede quedar mermado. Perocuando estas manchas están bien conectadas por unimportante sotobosque (no se contabilizan las plantasanuales) se pueden restablecer estas funciones de lavegetación de ribera.

– Calidad de la cubierta: este atributo es un indicadorde la complejidad del tipo de la formación de la cu-bierta y depende del tipo geomorfológico de la zona deribera. Para ello, primeramente, se selecciona el tipo

VALORACIÓN DE DAÑOS EN LA VEGETACIÓN DE RIBERA


4 Munné, A., Solá, C.; Prat, N.; 1998. QBR: un índice rápido para la evaluaciónde la calidad de los ecosistemas de ribera. Tecnología del Agua, 175: 20 - 37.Munné, A.; Sola, C.; Rieradevall, M.; Prat, N.; 1998. Índice QBR. Método parala evaluación de la calidad de los ecosistemas de ribera. Estudios de la calidadecológica de los ríos, 4, 28 pp. Área Medio Ambiente, Diputación de Barcelona.

CUENCA LONGITUD DEL RÍOPRINCIPAL (km)

LONGITUD TOTAL DE LOSRÍOS DE LA CUENCA (km)

SUPERFICIE RIBERAS(ha)

Norte 310 -7.624 1.571

Duero 716 9.163 34.393

Tajo 829 7.946 11.803

Guadiana 438 4.603 27.016

Guadalquivir 637 7.744 7.588

Surmediterránea – 2.563 3.435

Segura 325 1.272 1.355

Júcar 498 2.268 3.856

Ebro y Garona 910 11.737 7.922

Noroeste – 3.620 2.590

TOTAL 4.765 61.978 101.529

TABLA 1. Superficie de lasprincipales áreas ribereñaspeninsulares, por cuencashidrográficas.

geomorfológico de los tres posibles (riberas cerradas,normalmente de cabecera, con baja potencialidad deun extenso bosque de ribera; riberas con una potencia-lidad intermedia para soportar una zona vegetada,tramos medios de los ríos; riberas extensas, tramosmedios de los ríos, con elevada potencialidad para sus-tentar un bosque extenso) y, a continuación, se deter-mina el número de especies nativas (arbóreas y arbus-tivas) existentes en la zona muestreada.

– Grado de naturalidad del canal fluvial: trata de deter-minar la importancia y naturaleza de las modificacio-nes antrópicas existentes y la influencia que puedentener sobre la vegetación de ribera. La modificación delas terrazas adyacentes (por actividades agrarias o ex-tractivas) al río supone la reducción del cauce, el au-mento de la pendiente de los márgenes y la pérdida desinuosidad en el río. La existencia de estructuras sóli-das (presas, azudes, muros, pequeñas presas, vados decemento, etc.), dentro del río disminuyen la puntua-ción (no se consideran los puentes ni los pasos sin ci-mentar para cruzar el río).

El índice Biofor (Biodiversidad forestal), es otra herra-mienta de sencilla utilización y medida, así como de ade-cuado criterio para la toma de decisiones en el marco de lagestión de bosques (Menéndez, Prieto; 2001)5. Para caracteri-zarlo, se toman como referencia las cuatro magnitudes que seconsideran más relevantes o informativas de la biodiversidaden los ecosistemas forestales: el medio ecológico, la vegeta-ción, la fauna y la sostenibilidad potencial. Cada una de es-tas magnitudes se modifica según sea la calidad de la biodi-versidad asociada a ese factor, respectivamente, alta, media obaja. Finalmente, se le asignan también otros elementos dediagnosis que describen algún aspecto destacable o relevantede la magnitud a la que hacen referencia. Las calidades al-tas, medias o bajas se calculan para cada magnitud en fun-ción de unos parámetros adicionales y según una pondera-ción que se describe a continuación para cada tipo de medio:ecológico, vegetación, fauna y sostenibilidad potencial.

– Medio ecológico: hace referencia a la diversidad de eco-sistemas distintos que se pueden encontrar en el montey a su calidad intrínseca. Cuanto más diversos sean loshábitats presentes en el ecosistema más diversos serántambién los diferentes elementos que lo componen. Esfundamental para describir la diversidad del bosque. Setienen en cuenta los siguientes parámetros para cono-cer la diversidad del medio: riqueza de biotopos, distri-bución de biotopos y calidad paisajista.

– Vegetación: una de las variables más importantes esla vegetación, además de por su importancia intrín-

seca porque constituye la estructura del hábitat de lasespecies animales, les sirve de refugio y alimento, rea-lizando además numerosas funciones del ecosistema.Los parámetros auxiliares que se consideran paraevaluar la vegetación son la riqueza de especies arbó-reas, la estructura de la masa, las clases de edad y lacubierta arbustiva y herbácea.

– Fauna: los parámetros auxiliares para evaluar la contri-bución de la fauna a la biodiversidad son: la existenciade caza, la proporción de fauna inventariada en la zonarespecto a la inventariada en el resto de la comarca y laexistencia de lugares estratégicos para la fauna.

– Sostenibilidad: el objetivo de esta variable es, ademásde mostrar el estado actual de la biodiversidad, indicarcuál es la tendencia de la misma y servir como criterioen la toma de decisiones. Los parámetros auxiliares quese emplean son la existencia de medidas de regulación,conectividad externa del biotopo, regeneración natural,tipo de aprovechamientos y existencia de riesgos.

El Índice simplificado de la calidad del agua ISCA essimple y muy fácil de usar. Proporciona una idea rápida eintuitiva de la calidad del agua. Se basa en el análisis decinco parámetros físico-químicos de tipo general, como sonla temperatura, la materia orgánica, las materias en sus-pensión, el oxígeno disuelto y la conductividad.

2. VEGETACIÓN DE RIBERAEl bosque de ribera corresponde a la vegetación influenciadapor el curso fluvial y que puede ser igual o muy diferente dela del entorno próximo. El término bosque de galería es másespecífico para pequeñas zonas con vegetación de ribera enclimas semiáridos, mientras que el término bosque de riberaes más genérico y adecuado para todo clima y tipo de bosqueen el área (Morales de la Cruz, Fernández Bono; 1998)6. Losfactores que intervienen en la distribución de la vegetaciónen una cuenca, son diversos y por su origen, se pueden agru-par, según Blanco et al., (1997)7, de acuerdo con las caracte-rísticas de la cuenca, las condiciones del régimen fluvial, lacalidad del agua y el macroclima (tabla 2).

Los bosques de ribera o ripisilvas, desde el punto de vistade la vegetación, están constituidos por ecosistemas forestalesdominados por especies leñosas, constituyendo bosques mul-tiestratificados, con un gran número de taxones de diversostipos fisionómicos y fitosociológicos (praderas, formaciones ar-bustivas, bosques claros y cerrados, etc.). La naturaleza delsubstrato y el nivel freático, condicionan su existencia, compo-



5 Menéndez, I.; Prieto, A.; 2001. Estudio de indicadores de biodiversidad y suaplicación en la ordenación de montes. Propuesta de un nuevo indicador debiodiversidad para los ecosistemas forestales. Actas del III Congreso ForestalEspañol. Granada. Tomo V, pp. 107 - 111.

6 Morales de la Cruz, M.; Fernández Bono, J.; 1998. Aspectos relevantes de lainteracción entre la vegetación de ribera, la hidráulica y la morfología de cau-ces.

7 Blanco, E.; Casado, M.A.; Costa, M.; Escribano, R.; García, M.; Génova M.;Gómez, F.; Moreno, J.C.; Morla, C.; Regato, P.; Sainz, H., 1996. Los bosquesibéricos. Planeta; Barcelona.

TABLA 2. Factores queintervienen en la distribución

de la vegetación en unacuenca.

CARACTERÍSTICASDE LA CUENCA

CONDICIONES DELRÉGIMEN FLUVIAL CALIDAD DEL AGUA MACROCLIMA

Naturaleza geológicay litológica.Dinámica geomorfológica.Factores edáficos.Topografía.

Nivel y movimiento delagua.Intensidad del estiaje.Magnitud de las crecidas.

pH.Turbidez.Sales disueltas.Oxigenación.Riqueza en nutrientes.Tipo y cantidad de acarreos.

Régimen térmico.Estacionalidad.Condiciones de humedadambiental.

sición florística, extensión espacial y dinámica, tanto trans-versalmente, como longitudinalmente, a lo largo de los cursosde agua, con lo que se constituye una vegetación freatofítica(Piégay, et al.; 2003)8. La vegetación, se sitúa sobre corredoresen forma de estrechas franjas de terreno, que difieren de lamatriz circundante en ambos lados, dependiendo de la distri-bución lineal, heterogénea, de los recursos hídricos a travésdel espacio. En general, los corredores actúan como filtro paraunas especies, como hábitats para otras, y como fuente deefectos ambientales y biológicos en sus alrededores.

En sus etapas maduras, las comunidades vegetales de lasriberas de la península Ibérica presentan normalmente es-tructura de bosque, constituidas fundamentalmente por sali-cáceas, ulmáceas, betuláceas y oleáceas. Se trata de bosquescon un estrato superior que puede llegar a alcanzar alturas dehasta 20 y 30 m, como en el caso de olmedas o choperas. Lasespecies dominantes son de crecimiento bastante rápido y nomuy longevas, 50 - 60 años puede representar una cifra me-dia, aunque los olmos la superan con frecuencia.

El sotobosque es muy variable y tanto el estrato arbus-tivo como el lianoide y el tapiz herbáceo presentan mayor omenor desarrollo en función, básicamente, de las condicio-nes de iluminación.

Entre los integrantes del estrato arbustivo hay que destacarla importancia que alcanzan muchas rosáceas espinosas comoCrataegus, Rosa o Rubus. Estos vegetales desempeñan un im-portante papel en la sucesión, dominando con frecuencia lasprimeras etapas de sustitución cuando el bosque es alterado.

El estrato herbáceo presenta normalmente mayor desarro-llo que en las comunidades adyacentes a la ribera. Gramíneas,ciperáceas y juncáceas constituyen los grupos dominantes delos espectros sistemáticos en los herbazales ribereños.

Si el valor máximo corresponde a la vegetación clímax po-tencial y se aminora a medida que disminuye la complejidaddel ecosistema y se degrada la formación vegetal, durante elproceso de valoración, deberá prestarse especial atención a lapresencia de las especies leñosas dominantes propias de lasetapas superiores de las series de vegetación y a la estratifica-ción y complejidad existentes, pero simultáneamente serápreciso distinguir entre los valores intrínseco, ambiental, pai-sajístico o de cualquier otro orden que pudieran interactuar,como son la regulación hidrológica, el interés científico, la pro-tección del suelo o la capacidad de atracción. Consecuente-mente, como base para el reconocimiento y valoración de lasformaciones vegetales de las cuencas peninsulares de España,se ha preparado una relación ordenada de comunidades leño-sas, tanto potenciales como seriales seriales9, siguiendo lo es-tablecido por CEDEX (2005)10; CEDEX (2006)11; FernándezAldana y Arizaleta Urarte (1991)12; Lara, Garilleti y Calleja(2004)13 y Ríos y Alcaraz (1996)14 (tabla 3).



8 Piégay, H.; Patou, G.; Ruffinoni, C.; 2003. Les forêts riveraines des coursd’eau. Institut pour le Developpement Forestier. Paris, 464 pp.

9 Lara, F. et al. 2004. La vegetación de ribera de la mitad norte española. Cen-tro de Estudios de Técnicas Avanzadas del CEDEX. Ministerios de Fomento yde Medio Ambiente. Madrid, 536 pp.

10 CEDEX. 2005. Caracterización de la vegetación riparia de las cuencas delTajo y Guadiana y del sector Mariánico de la Cuenca del Guadalquivir. Centrode Estudios y Experimentación de Obras Públicas. Ministerios de Fomento y deMedio Ambiente. Memoria no publicada.

11 CEDEX. 2006. Caracterización de la vegetación riparia de las cuencas levanti-nas (Júcar, Segura y sector oriental de la Cuenca Sur) y Baleares. Centro de Es-tudios y Experimentación de Obras Públicas. Ministerios de Fomento y de Me-dio Ambiente. Memoria no publicada.

12 Fernandez Aldana, R.; Arizaleta Urarte, J.A.; 1991. Los bosques de ribera deLa Rioja. Memoria Zubia Monográfico.

13 Lara, F.; Garilleti, R.; Calleja, J.A.; 2004. La vegetación de ribera de la mitadnorte española. CEDEX, Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públi-cas. Ministerios de Fomento y de Medio Ambiente. Madrid.

14 Ríos Ruiz, S.; Alacaraz Ariza, F.J.; 1996. Flora de las riberas y zonas húmedasde la cuenca del río Segura. Universidad de Murcia.

Nivel primero Nivel segundo Nivel tercero Niveles sucesivos

Salcedas(Salix spp.)

Salcedas negras(Salix atrocinerea)

Continentales

Oligótrofas

Éutrofas

Mesótrofas

Atlánticas

Oceánicas submediterráneas

Mariánicas

Termófilas

Diánicas

De Sierra Nevada

Salcedas cantábricas (Salix cantabrica, Salix atrocinerea, Salix purpurea, Salix eleagnos, Salix caprea)

Salcedas salvifolias (Salix salvifolia y frecuentemente Salix atrocinerea y Salix x secalliana)

Mimbreras calcófilas(Salix eleagnos, Salix purpureay otros)

Pirenaico-cantábricas

Mediterráneas

Salcedas mixtas (Salix salvifolia y Salix eleagnos, Salix purpurea o Salix triandra)

Salcedas blancas (Salix alba y/o su híbrido con Salix fragilis, Salix x rubens)

TABLA 3. Resumen de las formaciones vegetales de ribera en las cuencas peninsulares.



Alisedas(Alnus glutinosa)

Alisedas oceánicas

Alisedascontinentales

Atlánticas

Oligótrofas

Mesótrofas

Típicas

Termófilas

Submediterráneas

Atlanticas

Termófilas

MesótrofasSubmediterráneas

Típicas

Hercínicas

Oretanas

Fresnedas hidrófilas(Fraxinus spp.)

Excelsas

Mediterráneas

Calcícolas levantinas

Baleáricas

Alamedas hidrófilas (Populus alba)

Choperas(Populus nigra o híbridos)

Naturales

Plantaciones

Tarayales(Tamarix spp.)

Tarayales basófilos

Tarayales halófilos

Tarayales de cola de embalse

Loreras (Prunus lusitanica)

Alocares (Vitex agnus-castus)

Abedulares riparios(Betula pendula yBetula alba)

Cantábricos

Pirenaicos

Hercínicos

Luso-extremadurenses

Hayedos con megaforbios(Fagus sylvatica) Submediterráneos

Olmedas riparias (Ulmus minor)

Bosques riparios mixtos (Fraxinus< excelsior, Quercus petraea, Quercus robur, Tilia platiphyllos, Acer pseudoplatanus, Fagus sylvatica, Betula alba, Ul-mus glabra, Alnus glutinosa, Prunus avium y otras especies

Robledales riparios (Quercus robur)

Marojales riparios (Quercus pyrenaica)

Quejigales riparios (Quercus faginea)

Avellanedas (Corylus avellana)

Bosques de vega mixtosAtlánticos (Fraxinus excelsior, Acer pseudoplatanus, Quercus robur, Fagus sylvatica, Ulmus glabra Castanea sativa y otras especies)

Mediterráneos (Fraxinus angustifolia Populus alba Ulmus minor y otros)

Robledales de vega (Quercus robur)

Fresnedas de vega

Excelsas

Submediterráneas(Fraxinus angustifolia)

Acidófilas

Basófilas

Xerofíticas (Fraxinus angustifolia)

Alamedas blancas de vega (Populus alba)

Olmedas de vega (Ulmus minor)

Bardales (Rubus sp. pl.)

Cornejales (Cornus sanguinea)

Brezales (Erica arborea)

Adelfares(Nerium oleander)

Abiertos

Abiertos como degradación de bosques de ribera

Densos

Jaguarzales (Cistus monspeliensis)

Orgazales (Atriplex halimus)

Herbazales riparios

Matorral de guijarrales

TABLA 3. Resumen de las formaciones vegetales de ribera en las cuencas peninsulares. (Continuación).

Para valorar los daños a la vegetación de ribera, es nece-sario considerar una serie de criterios que consideran el

grado de alteración (tabla 4), los niveles de estratificación(tabla 5), la complejidad existente (tabla 6) y la fragilidad(tabla 7).

Todos los criterios anteriores sirven para establecer el coe-ficiente de conformación como criterio de valoración corres-pondiente a cada una de las formaciones tipo, de manera quela máxima valoración correspondería a la suma de todos ellos.



15 Los cambios de orden genérico son aquellos en que no sólo difieren los compo-nentes, sino también el género de uso; por ejemplo, la vegetación natural de ri-bera por una chopera de cultivo.

Etapa Grado de alteración Valoración

Climax o disclimax natural No existe 4

1ª etapa de degradación Escaso 3

2ª etapa de degradación Notable 2

Cambio de orden genérico15 Grande 1

Carencia de vegetación, en la práctica Absoluto 0

Tipo Descripción Valoración

Inestables Capacidad de recuperación nula o casi nula 4

Irreversibilidad escasa Escasas capacidades de recuperación y de absorción 3

Absorción escasa Capacidades medias de recuperación y de absorción 2

Estables Buena capacidad de recuperación y de absorción 1

Artificialmente estables Mantenidas con esfuerzo humano 0

Nivel Nivel de estratificación

1 Arbóreo superior

2 Arbóreo inferior: el de más de 2 m de altura que coexiste con otro superior

3 Vegetación leñosa arbustiva,y lianoide, de entre 0,5 y 2,5 m de altura

4 Vegetación leñosa de menos de 0,5 m de altura y matorral de labiadas

5 Vegetación herbácea

TABLA 4. Valoración delgrado de alteración de lavegetación.

TABLA 6. Valoración de lacomplejidad de lasformaciones vegetales.

TABLA 5. Niveles deestratificación de las

formaciones vegetales.

TABLA 7. Valoración de lafragilidad de las formaciones

vegetales.

Niveles de estratificación Diversidad Cobertura en % Valoración

Niveles 1 a 5 > 16 75 – 100 6

Nivel 1 y otros tres inferiores 12 – 16 50 – 75 5

Nivel 1 y otros dos inferiores 8 – 11 25 – 50 4

Nivel 1 y otro inferior 4 – 7 10 – 25 3

Ausencia del nivel 1 1 – 3 < 10 2

Ausencia de los niveles 1 y 2 1 – 3 < 25 1

Ausencia de los niveles 1, 2 y 3 – – 0

3. AGRESIONES E IMPACTOS ECOLÓGICOSComo desde hace milenios, las llanuras aluviales y los fon-dos de valle sostienen muchas y muy diversas actividadeshumanas. La implantación de estas actividades produce ine-vitablemente efectos, es decir, cambios producidos en la na-turaleza por la acción humana, sobre las aguas y los caucesfluviales. La persistencia en el tiempo, necesaria para man-tener en funcionamiento las actividades, supone la perpe-tuación de los efectos y el desarrollo de otros nuevos. En sí,los efectos ambientales, aunque puedan ser discutidos e in-terpretados, son esencialmente objetivos. Es decir, se produ-cen o no, pueden ser objeto de mediciones y éstas, con las di-ferencias que puedan derivarse de distintas metodologías,de limitaciones de los aparatos o de errores, de no arrojar re-sultados comparables, pueden repetirse para ser mejoradas.

En cada caso concreto, para llegar a una evaluación delos impactos ambientales de una actividad, será precisoidentificar qué efectos ambientales va a producir esa activi-dad (o ha producido, si se actúa a posteriori) y determinarcuáles son sus magnitudes, entendiendo por tales unos valo-res que expresen la diferencia entre el estado del medio trasla realización de la actividad y si ésta no se realizase (y no elestado previo, pues un medio natural evoluciona tambiénpor sí mismo). Para ello, pueden utilizarse indicadores am-bientales, es decir, parámetros que de alguna forma resu-man las variaciones de calidad del medio.

Llegar a los impactos ambientales implica valorar losefectos causados, no sólo en cuanto a su significado o magni-tud, sino también en cuanto a su sentido, positivo o nega-tivo. De aquí que la evaluación o estimación de impactosambientales tenga siempre un cierto grado de subjetividad,pues tanto las personas como los distintos grupos socialestienen objetivos y sentimientos distintos; es más, comunida-des con distintas necesidades o distinto grado de desarrollo,valoran a la naturaleza y a sus recursos o componentes dediferente manera. Por ello, es conveniente separar bien losefectos ambientales –en sí esencialmente objetivos– de losimpactos, que por subjetivos pueden tener una valoracióndiscutible.

Los principales elementos sobre los que se ha desarro-llado la metodología correspondiente a las agresiones e im-pactos ecológicos son: identificación de las presiones y espe-cialmente las significativas y evaluación del impacto.

Las presiones son fundamentalmente debidas a la acciónantrópica: la población, tanto la residente como la turista, laagricultura de regadío y de secano, la actividad industrial yla producción de energía hidroeléctrica. Una vez identifica-das las presiones, una tarea que no es inmediata es definircuáles de ellas son significativas. La interpretación que seha hecho de presión significativa coincide con la propuestaen la CIS-Guidance-IMPRESS (EC, 2003)16. Es decir, unapresión es significativa si puede contribuir a un impacto queimpida alcanzar alguno de los objetivos medioambientalesde la Directiva Marco. El término “significancia” se utilizaprincipalmente como herramienta de caracterización de laspresiones. La existencia de una presión significativa no im-plica que la masa de agua superficial esté en riesgo, sinoque está sometida a presiones que potencialmente puedenalterar los objetivos medioambientales de la misma, es decir,se trata de un elemento importante dentro del sistema alcual se debe prestar atención para cumplir esos objetivos.

A la hora de realizar un listado de actividades potencial-mente impactantes, se ha procurado atender a la frecuenciade tales actividades en España, a la posible magnitud de losdaños y a la proporción citada. Se han considerado, en pri-mer lugar, las actividades de gran envergadura, pues aun-que no son las de mayor interés para el objetivo de este estu-dio sí son las que suponen cambios más importantes. Ensegundo lugar, se incluyen los cambios en el cauce propia-mente dicho y que afectan al régimen de la corriente, segui-das por aquellos otros que implican fundamentalmente cam-bios en la cantidad de agua, como son las extracciones y losaportes de agua no contaminada. Posteriormente, se inclu-yen los vertidos y aportes que puedan influir sobre la cali-dad de las aguas, primeramente los líquidos y después lossólidos. Más adelante, se hace referencia a las actividadesextractivas, a los movimientos de tierras y a la construcción,para terminar con otras actividades que implican cambiosde importancia para la vida espontánea (tabla 8).

4. ASPECTOS LEGALES DE LOS BOSQUES DE RIBERAEl bosque de ribera constituye una realidad no suficiente-mente aclarada por el ordenamiento jurídico. Su definiciónexige tener que recurrir a la Ley de Aguas (R.D. Legislativo1/2001, de 20 de julio, por el que se aprueba el texto refun-dido de la Ley de Aguas), de la que resulta que las riberasson espacios integrantes del dominio público hidráulico y laszonas de servidumbre y policía las lindantes con aquél, portanto, sometidas al régimen jurídico previsto para las mis-mas. Su carácter forestal deriva del hecho de tratarse de zo-nas no permanente inundadas que están pobladas por espe-cies vegetales forestales, es decir, con especies vegetales quecumplen fundamentalmente funciones de protección, cir-cunstancia que permite calificarlas como forestales en elsentido establecido por la vigente Ley 43/2003, de 21 de no-viembre, de Montes (LM) y, además, es corroborado expresa-mente por algunas leyes forestales autonómicas (Ley 2/1995,de 10 de febrero, de protección y desarrollo del patrimonioforestal de La Rioja, Ley 3/2004, de 23 de noviembre, demontes y ordenación forestal del Principado de Asturias,Norma Foral 7/2006, de 20 de octubre de Montes de Guipúz-coa, Ley 6/1995, de 4 de mayo, Forestal y de Protección de laNaturaleza de la Comunidad de Madrid17, Ley 15/2006, de28 de diciembre, de Montes de Aragón18).

De modo que, los bosques de ribera, en un sentido res-tringido, son espacios forestales situados en el dominio pú-blico hidráulico y, en un sentido más amplio, están integra-dos además por los terrenos contiguos al mismo y necesariospara su protección. En consecuencia, se trata de espaciosque son objeto de intervención a partir de diversas legisla-ciones sectoriales, fundamentalmente montes y aguas, perotambién otras, como las relativas a la protección singular dela naturaleza, al medio ambiente o a la ordenación del terri-torio. También, desde la misma perspectiva, se debe conside-rar el régimen sancionador, destacando la importancia quela valoración de daños tiene a efectos de tipificar las infrac-ciones, determinar la cuantía de las sanciones o establecerel importe de las indemnizaciones que procedan por daños yperjuicios.

El concepto de bosque de ribera del que se ha partido hasido estrictamente limitado a las superficies que tienen tal



16 Luxembourg. Office for Official Publications of the European Communities.2003.

17 BOCM núm. 127, de 30 de mayo; rectificación de errores en BO núm. 152,de 28 de junio.

18 BOA núm. 149, de 30 de diciembre.



Actuaciones complejas de gran envergadura Cambios en el cauce Captaciones de agua

Prevención y control de inundaciones y avenidasPrevención y control de la erosiónDrenaje de amplias áreasEstructuras linealesIrrigación y usos agrícolasPresas y embalsesTúneles

Canalizaciones con o sin revestimientoDesviaciones, ataguías, etc.DragadoDrenajeRepresadoRevestimientosUtilización con fines recreativos

Captaciones de aguas fluviales Captaciones de aguas de sedimentoso depósitos aluvialesCaptaciones de aguas subterráneas

Aportes y descargas de aguas Vertidos y descargas de contaminantes líquidos oen vehículo líquido Vertidos y aportes sólidos

Aguas de centrales hidroeléctricas, molinos y si-milaresAguas de depuraciónAguas de irrigaciónPluvialesRecarga de acuíferos

Aguas de minasAguas de refrigeraciónAguas fecalesAguas residuales de explotaciones ganaderasAguas residuales urbanasAlmazarasLixiviados de vertederos de residuos sólidosBiocidas, fitosanitariosHidrocarburos, aceites minerales, lubricantes, ta-ladrinas, etc.Industrias alimentariasIndustrias de la electricidad y electrónicaIndustrias de pasta celulósicaIndustrias del curtidoIndustrias del plásticoIndustrias metalúrgicasIndustrias petroquímicas y del cauchoIndustrias químicas (inorgánica)Industrias textilesInyección de residuos líquidos en el subsueloPurines y otros residuos ricos en materia orgá-nica

Abonos y fertilizantesElectrodomésticos y otros voluminosos de origendomésticoEnvasesEscombros de construcciónInertes, plásticos, vidrioNeumáticosResiduos de aserraderos y similaresResiduos de cosechasResiduos domésticos en generalResiduos orgánicos de origen animal no líquidosResiduos putrescibles o ricos en materia orgá-nica no líquidosSubstancias tóxicas y peligrosas no líquidas

Extracciones de recursos minerales Construcción y movimientos de tierras Actividades agrícolas, ganaderas, forestales yotras con efectos en la naturaleza

Canteras y minas a cielo abierto en materialessueltosCanteras y minas a cielo abierto en rocaExplotación de sales e inyección de aguas en elsubsueloGraveras, explotaciones de recursos mineralesen la llanura aluvialMinería subterráneaBalsas de decantación, para recogida de lixivia-dos, etc.Escombreras de estérilesInstalaciones de concentración y procesado derecursos mineralesInstalaciones de gestión (oficinas, laboratorios…)Vías de acceso y extracciónBombeosCatas de exploraciónExplosiones, campañas dePozos y sondeosVertido de aguas de minaContaminación de aguasContaminación por vía aéreaPaisaje, afecciones alRestauraciones y remodelaciones topográficasSuelo vegetal, remoción o eliminación

Construcción de viviendas, granjas o establosaisladosUrbanización: suelo industrialUrbanización: usos recreativos, instalaciones de-portivasUrbanización: viviendas en horizontalUrbanización: viviendas con densidad altaEstructuras linealesPresas y embalsesBalsas para decantación, oxidación, estabiliza-ción, recogida de lixiviados o efluentes, etc.Estaciones de depuración de aguas residualesFosas sépticas, industriales, agroganaderas odomésticasInstalaciones para acuicultura o cría de especiesligadas al aguaInstalaciones para concentración o procesado derecursos mineralesAportes de tierra vegetalContención de aguas, diques de riberaContención de tierras, estructuras deModificaciones morfológicasRellenos y terraplenesSellados y aportes de tierras para controlesSuelo vegetal, remoción o eliminaciónTrincheras y excavaciones

Caza y pescaControles de especiesCortas de arboladoIntroducción, modificaciones o abandono de cul-tivosIncendios y quemasPastoreo y otros usos ganaderosIntroducción de especiesRepoblaciones forestalesRestauraciónUtilización con fines recreativos

TABLA 8. Listado de actividades Impactantes.

condición y se integran en el domino público hidráulico. Sinembargo, como se ha dicho, en un sentido amplio el bosquede ribera se extiende o puede extenderse a los terrenos quelindan con los cauces públicos, o sea a los márgenes19 de losmismos, integrados por las denominadas zonas de servidum-bre y policía en la que las actividades que se desarrollen es-tarán limitadas por dicha condición. En la medida que losterrenos situados en los márgenes sean forestales, su régi-men indudablemente será el previsto para los mismos, sinperjuicio de aquellas limitaciones. En cualquier caso, el régi-men jurídico aplicable difiere del previsto para los bosquessituados en los cauces, aunque igualmente esté condicionadopor la LA.

En el caso de montes situados en las zonas de servidum-bre y policía del dominio público hidráulico hay que tener encuenta que lo dispuesto en la LA en relación con las mismasestará condicionado por lo previsto en el artículo 36.5 LM,según el cual cuando aquéllos montes dispongan de instru-mentos de gestión, es decir, cuenten con proyectos de orde-nación o planes técnicos cuya aprobación por la Administra-ción forestal hubiera sido informada favorablemente por laAdministración hidráulica, no será necesario autorizaciónde ésta para la ejecución de los usos y aprovechamientosprevistos en dichos instrumentos.

Con relación a la protección de espacios y especies deflora y fauna el artículo 43.2 LA al establecer que puedenser declarados de protección especial, determinadas zonas,cuencas o tramos de cuencas, acuíferos o masas de agua porsus características naturales o interés ecológico, de acuerdocon la legislación ambiental y de protección de la naturaleza,está previendo la convergencia de actuaciones encaminadasa la protección de los recursos hidráulicos con otras encua-drables en títulos como el medio ambiente, los espacios na-turales protegidos o la ordenación del territorio, por lo queles es aplicable la correspondiente legislación sectorial esta-tal, Ley 42/2007, de 13 de diciembre, del Patrimonio Naturaly de la Biodiversidad20, –LPNB– y autonómica sobre conser-vación de la naturaleza y protección de la flora y fauna sil-vestres, en cuanto que aquél precepto no altera la competen-cia para declarar de protección especial o singulardeterminadas zonas de acuerdo con dicha legislación.

De modo que, a partir de la legislación sobre protecciónde espacios y especies de la flora y la fauna y en virtud delas facultades ejecutivas que dicha legislación atribuyen aotras Administraciones no hidráulicas, el dominio públicohidráulico puede ser objeto de declaraciones singulares parala protección y conservación de ecosistemas o especies con-cretas de la flora y fauna silvestres que se encuentren o de-pendan de él de acuerdo con la correspondiente legislaciónsectorial.

La defensa de los espacios riparios conlleva una tipifica-ción de las infracciones y de las sanciones que puede aplicarla Administración. En este sentido, la concurrencia de diver-sas legislaciones sectoriales sobre los montes o bosques deribera con fines diversos implica igualmente la posible apli-cación del régimen sancionador derivado de ellas. En el casode los bosques de riberas los que se deben considerar son losrecogidos en la legislación de aguas, legislación forestal y enla legislación relativa a la protección singular de espaciosnaturales y especies de flora y fauna silvestres, donde seanalizan los aspectos correspondientes a infracciones, san-

ciones y a las obligaciones de reparar daños y perjuicios oca-sionados, así como de reponer las cosas a su estado anterior.

Con independencia de las sanciones que procedan, los in-fractores pueden ser obligados por la autoridad sancionadoraa reponer las cosas a su estado primitivo, lo cual implicará, ensu caso, demoler instalaciones u obras ilegales o ejecutar lostrabajos precisos con dicho fin, en la forma y condiciones quefije dicho órgano (Ley 26/2007, de 23 de octubre, de Responsa-bilidad Medioambiental). La obligación de reparación de da-ños y perjuicios deriva de lo previsto en el artículo 45.3 CE.Surge de la actividad culposa o negligente del infractorcuando ocasiona daños a dichos bienes y es consecuencia de laresponsabilidad civil prevista en el artículo 1902 del CódigoCivil, pudiendo en estos casos, según resulta de lo dispuestoen la Ley de Aguas, fijarse en vía administrativa la cuantíade la indemnización y exigirse en vía de apremio. No obs-tante, cuando los daños afecten a derechos de particulares so-bre el dominio público hidráulico y no a éste, aquélla tendráque ser exigida en vía jurisdiccional civil.

En consecuencia, los daños causados al dominio públicohidráulico se determinarán de acuerdo con los criterios téc-nicos de valoración establecidos en la Orden MAM/85/2008(capítulo II) y, en su caso, teniendo en cuenta los criteriosgenerales que acuerden las Juntas de Gobierno de los orga-nismos de cuenca. Éstas, por su parte, tendrán en cuenta losindicados criterios a efectos de aprobar los criterios genera-les sobre determinación de las indemnizaciones por daños yperjuicios causados al dominio público hidráulico. El im-porte resultante, según la metodología establecida en aqué-lla, incluye el coste adicional de la restauración ambientalque, en su caso, sea necesario realizar para reponer el domi-nio público hidráulico a su estado anterior.

Teniendo en cuenta la importancia de la determinaciónde los daños al dominio público hidráulico no sólo para la ca-lificación de las infracciones y la graduación de las sancio-nes, sino también para la cuantificación de las indemniza-ciones que procedan, resulta de especial importancia lafijación de criterios técnicos con estos fines. En cualquier,caso la Administración tiene que justificar técnicamente21

las valoraciones que procedan en el marco de la aplicacióndel régimen sancionador22.

La importancia y transcendencia de dicha valoración esreiteradamente puesta de manifiesto por la jurisprudencia.Con motivo de una corta no autorizada [tipificada deacuerdo con el apartado f) del artículo 315 RDPH] por la quese impuso la correspondiente multa y el pago de una indem-nización, el tribunal de revisión consideró que no estabanfundados los daños o pérdidas de productos a que se aludíaporque todos los datos relevantes como metros cúbicos demadera y precio no constaban en el expediente. Además es-



19 Debe entenderse incluidos los relativos a los lechos de lagos, lagunas y embal-ses a que se refiere el artículo 96 LA.

20 BOE núm. 299, de 14 de diciembre.

21 La LA al establecer la obligación de reparar los daños, establece que el ór-gano sancionador fijará ejecutoriamente las indemnizaciones que proceda,con lo cual es evidente que se le concede al órgano sancionador facultadespara fijar ejecutoriamente tales indemnizaciones, incumbe al recurrente demos-trar que la indemnización que se le exige es arbitraria o excesiva, lo que nosucede en el caso de autos, ya que el recurrente nada prueba y en cambio elórgano administrativo fija la indemnización de forma lógica y racional…, esdecir actúa con criterio riguroso y técnico, que no ha sido desvirtuado por elrecurrente. STS. De 19 de enero de 2000.

22 STS de 25 de enero de 1996: la mera referencia al menoscabo de los bienesdel dominio público en la cuantificación de la indemnización, evidencia que laAdministración la fija en base a meras apreciaciones, que no pueden dispen-sarla de una prueba de ello, o cuando menos de una explicación lógica decómo se llega a la indicada cantidad para que el interesado pueda defendersesi no la acepta y para que la jurisdicción contencioso-administrativa puedaejercer la función revisora de la actuación de aquélla.

timó que existía una contradicción en relación con la deter-minación de qué se entendía por perjuicios, porque, por unlado, no se consideraba que existieran éstos debido a las di-mensiones y el turno de corta de los árboles apeados y, porotro, porque se afirmaba, a pesar de lo dicho, que los mismosse habían producido en virtud del impacto medioambientalde los hechos en base a criterios que no se determinaban,fundamentaban o no se indicaba cómo operan los valoresque los integran. Razones por las que dejo sin efecto la obli-gación de indemnizar23.

Con respecto al régimen sancionador de la legislación demontes, la concurrencia de competencias sobre el dominiopúblico hidráulico, pesca fluvial, protección de ecosistemasnaturales, especies de la flora y de la fauna o montes exigenecesariamente tener en cuenta la posibilidad de aplicar elrégimen sancionador derivado de tales legislaciones secto-riales como consecuencia de infracciones tipificadas en lasmismas. Facultades concurrentes, en este caso de carácterejecutivo, que han de dirigirse a permitir y propiciar la de-fensa de las competencias atribuidas, pero no a impedir sinmás el ejercicio de las potestades que otra Administraciónpueda tener24. De modo que, sin perjuicio de las competen-cias que puedan corresponder a las confederaciones hidro-gráficas en virtud de la legislación de aguas que les permitevalorar las consecuencias ecológicas que se deriven de lasautorizaciones concedidas para el uso o aprovechamiento delas riberas de los ríos, esto no excluye la posibilidad de quela Administración forestal pueda, igualmente, evaluar la po-sible incidencia desfavorable que para los ecosistemas fores-tales, para especies de flora o fauna o en su caso para lapesca, es decir, en relación con sus competencias, puedan te-ner aquellas actividades y, en consecuencia, proceder a laimposición de la correspondiente sanción en caso de queaquella incidencia desfavorable se encuentre tipificada en lacorrespondiente legislación sectorial como infracción (mon-tes, espacios naturales protegidos, pesca, caza, etc.).

Como ya se ha destacado en relación con el régimen san-cionador en materia de aguas, la valoración de daños consti-tuye una cuestión fundamental en relación con la aplicacióndel régimen sancionador por las autoridades administrativasy judiciales, ya que, no sólo la determinación de daños y per-juicios sino también la clasificación de las infracciones, asícomo la cuantificación de las sanciones, depende de dicha eva-luación que, en todo caso, debe justificarse técnicamente.

Cuando el infractor proceda a corregir la situación deri-vada de la comisión de la infracción en el plazo y condicionesseñaladas con este fin, podrá reducirse la sanción o su cuan-tía. Si por el contrario, no se procediera en las condicionesestablecidas a la reparación o indemnización, en su caso, ytranscurrido el plazo previsto en el requerimiento realizadocon este fin, la Administración instructora puede acordar laimposición de multas coercitivas (que podrán ser reiteradaspor lapsos de tiempo suficientes para cumplir lo ordenado) osu ejecución subsidiaria a costa del infractor. La cuantía nosuperará el 20 por ciento del importe de la multa fijada porla infracción cometida.

En relación al régimen sancionador relativo a la protecciónsingular de espacios naturales y especies de flora y fauna sil-vestres, la potestad sancionadora no forma parte de un títulocompetencial autónomo sino que su ejercicio debe vincularsea la competencia sustantiva sobre materias concretas25.

Sin perjuicio del carácter mínimo de la Ley 42/2007, lasinfracciones tipificadas tienen carácter básico, ésta no ex-cluye la posibilidad de que las Comunidades Autónomaspuedan tipificar otras a través del ejercicio de sus competen-cias para establecer normas adicionales de protección o dedesarrollo de la legislación estatal sobre el medio ambiente26

y, en particular, en virtud de sus competencias sobre espa-cios naturales protegidos.

Con carácter general corresponde a las ComunidadesAutónomas la facultad sancionadora en materia de espaciosnaturales protegidos y protección singular de la fauna sil-vestre. No obstante, el Estado, sin perjuicio de sus faculta-des legislativas, tiene igualmente facultades sancionadorasen esta materia, en concreto en relación con los espacios,hábitats y especies marinos (artículo 6 LPNB), sin perjuiciode lo dispuesto en el artículo 36.1 LPNB respecto a la decla-ración por las Comunidades Autónomas de espacios natura-les protegidos en las aguas marinas cuando exista continui-dad ecológica del ecosistema marino con el espacio naturalterrestre objeto de protección. En relación con la protecciónde especies el Estado es competente para la llevanza delListado de Especies Silvestres en Régimen de ProtecciónEspecial que incluye el Catálogo Español de Especies Ame-nazadas.

5. VALORES DE USO DE LOS BOSQUES DE RIBERAEl valor se asocia a una percepción humana y se define comola utilidad proporcionada, para un individuo, y en un deter-minado momento y lugar por un bien o servicio. El valor sepuede medir por el dinero que un individuo está dispuesto aofrecer o a ser compensado en relación con unos bienes oservicios. En la valoración forestal conviene distinguir entreaquellos bienes y servicios que tienen establecido un valorde mercado (madera, leña, pastos, etc.) y los que no poseendicho valor.

El valor de los árboles en pie depende de numerosos fac-tores que se pueden agrupar en tres grupos (tabla 9): losproductos a vender, las condiciones de explotación y de pagoy el mercado de los productos forestales. En la valoración delos montes, los elementos a considerar son el suelo y los pro-ductos que produce este (árboles o masas forestales).

La valoración forestal concierne tanto a las parcelas ar-boladas como a los terrenos despoblados (terrenos incultos,terrenos abandonados por los agricultores, rasos de mon-tes). Este conjunto de propiedades, está constituido básica-mente por tres elementos: el suelo; los árboles en creci-miento, que forman lo que se llama masa forestal; y lasinfraestructuras necesarias tanto para el mantenimiento delas masas (cortafuegos, cercas, puntos de agua), como parala movilización de los productos (carreteras, pistas, vías dedesembosque).

El suelo y el vuelo, se pueden valorar conjunta o indepen-dientemente según el tipo de estructura de la masa (regularo irregular). En el valor del suelo, se incluyen aquellos ele-mentos que pueden dar lugar a una nueva masa como cepas,raíces, semillas; infraestructuras; edificaciones; cultivosagrícolas y viveros. Cada una de estos elementos, tiene supropia valoración, pero desde el punto forestal sólo se consi-dera el arbolado y la tierra desnuda (incluye las semillas,las cepas y las raíces si existieran).

El vuelo, está constituido, fundamentalmente, por la ma-dera de los árboles, aunque se puede considerar todo el ma-



23 STSJ de la Comunidad de Castilla y León núm. 395, de 9 de marzo de 2004.24 STS de 8 de julio de 1997, f. 5º.25 STC 156/1995, de 26 de octubre, f.j. 7. 26 STC 102/1995, f.j. 32.

terial leñoso (leña y biomasa). Si la masa está constituidapor distintas parcelas, cada una de ellas compuesta por ár-boles de aproximadamente la misma edad se denominamasa regular. Por el contrario, si está compuesta por bos-quetes, o árboles individuales, presentando un rango de eda-des amplio, se la denomina masa irregular. Asimismo, lasmasas forestales se suelen clasificar en masas puras (lasque son monoespecíficas) o mixtas (las pluriespecíficas).

A continuación, se van a presentar los distintos casos quese pueden encontrar en la valoración de montes, y que estánresumidos en la tabla 10. En primer lugar, se tratará la va-loración de un árbol individual, para después pasar a la va-loración de masas regulares (en sus diversas posibilidades:no ordenadas, tanto maduras como inmaduras, y ordenadas)e irregulares.

5.1. VALORACIÓN DE ÁRBOLES INDIVIDUALESLa valoración de árboles individualmente, se realiza cuandoen una masa, o aisladamente, se encuentran árboles excep-cionales de gran calidad, ya que su valoración con el resto delos árboles conduciría indudablemente a una infravaloracióndel lote de árboles a vender. Complementariamente, existeotro tipo de valoración de árboles aislados, la aplicable a lavaloración del arbolado ornamental. En este caso, se sueleaplicar en España el procedimiento conocido como “NormaGranada” (Asociación Española de Parques y Jardines Pú-

blicos, 1990)27. Si al realizar una valoración de daños en unamasa forestal de ribera, existiera algún árbol de estas carac-terísticas, dicha valoración se realizaría empleando laNorma Granada.

5.2. VALORACIÓN DE MONTESUn paso previo a la valoración de una masa, es la determi-nación de sus existencias, es decir, el número de árboles, susvolúmenes y la distribución de esos volúmenes por dimen-siones. Esta operación, se realiza bien por inventarios com-pletos (se mide en todos los árboles capaces de suministrarproductos aprovechables, el diámetro a 1,30 m sobre el niveldel suelo) o se mide sólo una parte del arbolado mediante in-ventarios por muestreo estadístico (Pardé, Bouchon, 199428;Prieto, Hernando, 1995)29.

La tierra (suelo) y las existencias (vuelo), son el capitalbásico de cualquier empresa forestal, y desde el punto de



27 Asociación Española de Parques y Jardines Públicos; 1990. Método de valora-ción del arbolado ornamental. Norma Granada. Madrid. 66 pp.

28 Pardé, J.; Bouchon, J.; 1994. Dasometría (versión española de Dendrométrie re-alizada por A. Prieto y M. López Quero). Editorial Paraninfo, Madrid. 357 pp.

29 Prieto, A.; Hernando, A.; 1995. Tarifas de cubicación e inventario por ordena-dor. ETS de Ingenieros de Montes. Madrid. 274 pp.

VALORACIÓN TIPO MASA CARACTERÍSTICAS TIPO VALORACIÓN METODO DEVALORACIÓN

Árbolesindividuales

Valor de mercadoValor residual

Montes

Regular no ordenada(gestionada)

Madura Independiente sueloy vuelo

Vuelo: valor demercado o valorresidualSuelo: valor decapitalización

Inmadura Conjunta de suelo yvuelo

Valor de mercadoValor decapitalización

Regular ordenada Corta anual operiódica

Conjunta de suelo yvuelo


Irregular ordenada Corta anual operiódica

Conjunta de suelo yvuelo


PRODUCTOS A OBTENER CONDICIONES SACA Y VENTA MERCADO PRODUCTOS FORESTALES

Dimensiones y forma de los árbolesCalidad intrínseca de la madera enfunción de la especie forestalDefectos (anomalías en la estructurade la madera) y alteraciones (anoma-lías en la composición química de lamadera)Grado de dispersión de los árboles aaprovechar (masas regulares: agru-pados; masas irregulares: dispersos)Volumen y grado de homogeneidadde los productos a vender

Topografía del monteEstabilidad del suelo para la maqui-naria y vehículosVías de penetración, distancias desaca y de desembosqueParques de madera (áreas para al-macenaje de la madera hasta su en-vío a fábrica)Cláusulas de venta: condiciones yplazos de pago, plazos y épocas decorta, plazos de saca, limpieza de lazona de corta, etc.

Demanda del mercadoNivel de aprovisionamiento de lasempresasCompetencia extranjeraDesarrollo tecnológico de las indus-triasMano de obra disponible y especiali-zación

TABLA 9. Factores queinfluyen en la valoraciónforestal.

TABLA 10. Tipos de valoraciónde montes.

vista de su valoración, se pueden presentar los siguientescasos: vender el monte en su conjunto (suelo y vuelo), vendersólo el vuelo (existencias) o vender una parte de las existen-cias (por ejemplo el crecimiento de las masas).

La valoración del monte o de las existencias, se puedeabordar desde el punto de vista del valor del mercado y delvalor de capitalización. El valor de mercado, representa elvalor a que puede ser vendido el vuelo o el monte (vuelomás suelo) de una forma inmediata. El valor de capitaliza-ción es el valor descontado del flujo de productos que pue-den obtenerse del monte a lo largo del tiempo. A veces, elvalor de mercado y el valor de capitalización coincidencuando la masa forestal es madura (se puede cortar). Encaso contrario, ambos valores difieren. A continuación, ysiguiendo la clasificación expuesta en la tabla 10, se va aproceder a estudiar distintos casos de valoración de masasregulares e irregulares.

Se entiende por monte ordenado, el que está sometido auna programación, prevista de antemano en el espacio y enel tiempo, en cuanto a la localización de las cortas y actua-ciones, buscando una constancia anual en la producción demadera y, si es posible, en dinero. Cuando no existe estaconstancia en las producciones de madera o dinero, se diceque el monte no está ordenado (Dubourdieu et al.; 1993)30.

En la valoración de un monte regular no ordenado, hayque distinguir si el monte tiene una masa madura (que sepuede cortar y aprovechar) o se trata de una masa que noha llegado a su edad de cortabilidad (masa inmadura).

a) Valoración de un monte regular no ordenado maduroEn este caso, la valoración del vuelo y del suelo se puedehacer conjunta o independientemente, considerando tantoel valor de mercado, como el valor de capitalización. Sinembargo, hay que distinguir entre los montes públicos de-clarados de Utilidad Pública (gestionados por la adminis-tración forestal), en los que sólo se puede vender los árbo-les o la masa y no el suelo, del caso de los montes privadosen los que se puede vender ambos elementos.

El valor del suelo, está muy relacionado tanto con la ca-pacidad productiva de la estación en la que habitan lasmasas forestales, como con las condiciones orográficas(condiciones de desembosque). Si se considera un terrenoagrícola que se quiere forestar, su valoración como terrenocapaz de producir madera se debe hacer en función de sucapacidad productiva potencial, por lo que se debe hablarde un valor esperado del suelo en función de esa capacidadproductiva para una determinada especie. Además, de lacalidad de estación, los factores que influyen en el valor deun terreno forestal serían el turno considerado, la tasa dedescuento elegida, la clase, intensidad y coste de las actua-ciones de gestión (volumen y calidad de los productos obte-nidos) y el precio de mercado de los productos forestales.

La estimación del valor de un terreno forestal para ma-sas regulares, se conoce con el nombre de valor esperadodel suelo (VES) o valor esperado de la tierra (según la ter-minología inglesa “land expectation value”) y correspondeal valor actual neto de un suelo desnudo destinado perpe-tuamente a la producción de madera de la misma especie,con el mismo tipo de gestión y sujeto a las mismas restric-ciones (ecológicas, legales, administrativas y económicas).El valor actual neto, de esa serie indefinida de ingresos ne-

tos recibidos en cada rotación de n años, quedaría repre-sentado por la siguiente expresión analítica:

(1)

(2)

It = ingresos recibidos en el año t.Ct = gastos realizados en el año t.n = duración de la rotación en años.i = tasa de descuento.

Es necesario aclarar, que buscando una mayor facilidaden la exposición, se ha supuesto un tipo de interés con unacapitalización anual. En el caso que se quisiera emplear unatasa de interés con capitalización continua, las ecuaciones(1) y (2) se convertirían en:

(3)

(4)

Debido a los dilatados horizontes de actuación propios delas inversiones forestales, el valor esperado del suelo es muysensible a la tasa de descuento empleada. Lógicamente,cuanto más baja es esta tasa, más alto es el valor esperadodel suelo. Por otro lado, para el cálculo de los ingresos bajounas mínimas condiciones de fiabilidad es necesario obtenerla función de producción de la masa con la edad, o lo que eslo mismo, una relación entre el volumen de la masa paracada edad.

b) Valoración de un monte regular no ordenado inmaduroUn monte regular inmaduro, no presenta valor de realizaciónya que todavía no ha alcanzado la edad mínima necesariapara producir productos comercializables. Únicamente, se po-drán obtener productos intercalares (procedentes de claras),por lo que la valoración debe ser conjunta del suelo y vuelo.Intuitivamente, se piensa que una masa inmadura presentaun valor superior al del monte despoblado pero ¿cuánto más?El valor inicial del monte, al comienzo del turno es el valor delsuelo (suelo desnudo), al que se le va sumando el valor de lamasa conforme ésta va completando su crecimiento.

El método de valoración, se puede abordar desde dospuntos de vista: valor de mercado de masas similares y va-lor de capitalización. Debido a que es muy raro poder encon-trar un valor de mercado de masas similares, ya que debetener la misma especie, la misma edad, las mismas condicio-nes de saca, etc., es por lo que se utiliza habitualmente elvalor de capitalización. El procedimiento consiste en sumarel flujo de ingresos y gastos desde la edad actual (e) hasta laedad de su corta (IN n-e) con el valor esperado del suelo(VES) y descontar dicho flujo un número de años igual a losque faltan para la corta final, con lo que se obtiene que elvalor actualizado neto del suelo y del vuelo de una masa in-madura a la edad de e años (VANe). La expresión algebraicade esta suma sería:

(5)))(*( enien

ee

VESINVAN −

− +=

a I e C et

i n t

t

n

ti n t

t

n

= −−

=

−

=

∑ ∑* *( *( )) ( *( ))

1 0

VES a

ei n=

−⋅ 1

a I i C it

n t

t

n

tn t

t

n

= +( ) − +( )−

=

−

=

∑ ∑1 11 0

VES a

i

a

i

a

i

a

in n n n=+

++

++

=+ −( ) ( ) ⋅ ( ) ⋅ ( )1 1 1 1 12 3 K



30 Dubourdieu, J.; Prieto, A.; López Quero, M.; 1993. Manual de ordenación demontes. Editorial Paraninfo, Madrid. 261 pp.

En donde, al igual que en (4), se tiene:

(6)

Otros autores (Gunter, Haney, 1984)31, proponen paraefectuar este cálculo un procedimiento ligeramente distinto.En síntesis, se trata de llevar todos los flujos de caja desdeel momento actual hasta n años después (es decir, un turnocompleto). Una vez sustraído el valor futuro de los costes delvalor futuro de los ingresos (lo que se definió anteriormentecomo “a”), se considera como si fuera una serie periódicaperpetua, y se descuenta utilizando la fórmula (1). Es decir,que el valor de una masa en un año “e” del turno, se calcula-ría mediante las fórmulas:

(7)

(8)

c) Valoración de un monte regular ordenadoUna masa de monte regular sujeta a un proyecto de orde-nación se caracteriza, en la mayoría de los casos, por laobtención, a través de las actuaciones precisas, de unaconstancia anual de rentas indefinida. Básicamente, la or-denación supone que cada año se procede a la corta de unadeterminada superficie poblada con pies de una determi-nada edad, y se intenta que cada año se corte más o menosla misma superficie con el fin de obtener una constanciaen la renta y así perpetuar el proceso. En este tipo demonte la valoración debe ser conjunta del suelo y delvuelo.

d) Valoración de un monte irregular ordenadoA diferencia de las masas regulares, en las que al menos el90% de sus pies pertenecen a la misma clase de edad, en laestructura irregular la masa está formada por árboles que,en el caso límite, pueden llegar a ser de todas las clases deedad. Esto implica que en un mismo rodal existirán pies detodas las dimensiones. En este tipo de masas, no existe valorseparado del suelo del vuelo, excepto si se corta toda la masapor cambio de destino del uso del suelo, ya que nunca elsuelo está desprovisto de vegetación arbórea. Los ingresos ygastos pueden ser anuales o periódicos, es decir que se pro-duce anual o periódicamente una renta correspondiente conla masa que se extrae.

Este tipo de monte, se puede valorar por el valor de mer-cado o por el valor de capitalización (VMI) de las rentas obte-nidas anualmente (a):

(9)

Esta expresión es similar a la que se utiliza para la valo-ración de un monte regular ordenado.

6. VALORES DE USO Y OTROS VALORES DE LOSBOSQUES DE RIBERA

Hoy en día, no se concibe realizar una valoración económicade cualquier ecosistema, sin integrar ciertos valores asocia-dos a bienes y servicios que no tienen un precio de mercado,y los sistemas riparios no podían ser una excepción. Mien-tras, que anteriormente, se demandaban principalmenteproductos asociados a estos ecosistemas (madera, leñas,etc.), además de ciertos aspectos recreativos locales en algu-nas zonas (pesca deportiva), hoy en día la sociedad ha per-mutado sus preferencias hacia valores de no uso y valores deuso no consuntivos (en la tabla 11, se recoge una clasifica-ción de las funciones que desarrollan los bosques).

Es decir, si se aspira a concretar en una cifra todos losvalores asociados a un determinado ecosistema, en buena lidhabría que sumar convenientemente los valores de cada unade estas funciones. Sin embargo, como se mostrará más ade-lante, generalmente, las valoraciones comprenden única-mente una parte muy pequeña de este conjunto de funcio-nes. Llegados a este punto, cabría preguntarse quémetodologías se podrían aplicar para intentar efectuar estasvaloraciones. Esto nos lleva a una disciplina, la Economíadel Medio Ambiente y de los Recursos Naturales, cuyosavances surgidos en las últimas décadas han permitidoabordar un tema que hasta hace pocos años era irresoluble:cuantificar las externalidades positivas asociadas a un de-terminado espacio natural. Sin embargo, estos progresos,importantes y conspicuos, no aseguran un éxito fácil en lacontabilidad de estos bienes y servicios, ni muchas veces sehan aplicado a medir la eficiencia de la gestión pública enun gran número de espacios protegidos dentro de la Penín-sula Ibérica.

Al hilo del problema de la eficiencia en la gestión (porejemplo, si la conservación de ciertos atributos es inocua o noante la intervención pública), surge una primera aproxima-ción al problema. Si se busca el bien de toda la sociedad, ca-bría pensar que la intervención pública incurriría en unoscostes que serían menores que los beneficios que dicha inter-vención aportaría al conjunto de la sociedad. Si se admite esterazonamiento, el análisis coste-beneficio podría ofrecer unaestimación mínima del valor ambiental de estos espacios. Sinembargo, esta metodología no incluye un hecho fundamentalque caracteriza a algunos de estos servicios que ofrecen los es-pacios naturales protegidos: su disfrute por parte de los ciu-dadanos. Es decir, que para asociar un determinado valor mo-netario al disfrute de las características ambientales propiasde un determinado sistema natural, es preciso contabilizarlas preferencias del consumidor, es decir, de alguna forma me-dir el cambio en el bienestar que le produce ese espacio prote-gido, bien sea a través de una actividad consuntiva o de unaacción no consuntiva. Como bien afirman Prada et al.(2001)32, esta satisfacción sería similar a la obtenida en inter-cambios de otros productos en el mercado.

Esta ganancia en el bienestar que los ciudadanos experi-mentan al acudir a un ecosistema ripícola, se puede dividiren dos vertientes claramente diferenciadas: por un lado unvalor de uso asociado a las actividades realizadas en la vi-sita a dicho espacio, y un valor de no uso (no asociado a nin-gún tipo de visita). En líneas generales, para realizar estetipo de valoraciones, se suele acudir a técnicas que se basan

V a

iMI =

a I e C et

i n e t

t e

n e

ti n e t

t e

n e

= −+ −

=

+

+ −

=

+

∑ ∑* *( *(( ) )) ( *(( ) ))

VAN a

ee i n=−( * ) 1

IN I e C en e t

i n t

n e

n

ti n t

n e

n

−−

−

−

−

= −∑ ∑* *( *( )) ( *( ))



31 Gunter, J.; Haney Jr., H.; 1984. Essentials of Forestry Investment Analysis.

32 Prada, A.; González, M.; Polomé, P.; González, X.M.; Vázquez, M.X.; 2001.Valoración Económica del Patrimonio Natural. Instituto de Estudios Económicosde Galicia. Fundación Pedro Barrié de la Maza. A Coruña, 243 pp.

en el diseño de un mercado hipotético que incluye la realiza-ción de encuestas a la población susceptible de ser benefi-ciada por el activo ambiental objeto del estudio. En concreto,existen dos técnicas mayoritariamente empleadas que sesuelen utilizar según se pretenda incluir ambos valores (usoy no uso) o sólo los valores de uso. En el primero de los casosse suele acudir a los métodos de preferencias declaradas (lavaloración contingente es el más conocido), y en el segundode los casos la metodología empleada se encuadra en las lla-mados métodos de las preferencias reveladas. Entre ellos elmás popular es el método del coste del viaje.

De lo anteriormente expuesto se puede deducir que paraobtener ciertos valores de no uso asociado a los ecosistemasriparios habría que aplicar alguna de estas técnicas. Sin em-bargo, no es objeto de este estudio realizar valoraciones“ex_novo” en las distintas cuencas hidrográficas, ni se cono-cen los resultados de estudios exhaustivos realizados en estadirección en España. Para intentar mitigar esta circunstan-cia, se ha acudido a una técnica emergente: la llamadatransferencia de resultados (o transferencia de beneficios).

Esta técnica, se basa en la utilización de los valores am-bientales estimados en un contexto determinado, como basea la estimación de los beneficios ambientales bajo un con-texto distinto del cual se desconoce su precio. La principalventaja de esta técnica es el ahorro de costes y de tiempo

(Mogas, 200134, Azqueta, 200235). Lógicamente, las limitacio-nes pueden ser importantes y se debe adoptar un procedi-miento que intente mitigar posibles sesgos o errores.

Repasando la literatura existente, se puede comprobarcómo los estudios de valoración ambiental que se han reali-zado en España referidos a los bosques de ribera son muy es-casos. En concreto, y salvo error u omisión, no se conocen es-tudios que unan exclusivamente ambos requisitos (bosques deribera y valores de no uso). A continuación, se describen losque se podrían considerar más próximos. En primer lugar,Del Saz y Suárez Burguet (1998)36, realizan un estudio de va-loración contingente para calcular el valor recreativo en elParque Natural de La Albufera. Estos autores37, afirman quepara este paraje emblemático, los valores de no uso seríanmuy superiores a los de uso, pero por carencia de disponibili-dades presupuestarias no se han calculado, y obtienen una es-timación del valor anual asociado a un uso recreativo cifradoen 227,7 millones de pesetas del año 1995.



33 Constanza, R.; d’Arge, R.; de Groot, R.; Farber, S.; Grasso, M.; Hannon, B.;Limburg, K.; Naeem, S.; O’Neill, R.; Paruelo, J.; Raskin, R.G.; Sutton, P.; ; vanden Belt, M.; 1997. The value of the world’s ecosystem services and natural ca-pital. Nature 387: 253 - 260.

34 Mogas, J.; 2001. Métodos de preferencias declaradas en la valoración de atri-butos ambientales. Una aplicación del experimento de elección y del métodode ordenación contingente a los bosques de Cataluña. Tesis Doctoral. Departa-ment d’ Economia. Universitat Rovira i Virgili, 107 pp.

35 Azqueta, D.; 2002. Introducción a la economía ambiental. McGraw-Hill, Ma-drid, 420 pp.

36 Del Saz, S.; Suarez-Burguet, C.; 1998. El valor de uso de espacios naturalesprotegidos: aplicación del método de valoración contingente al Parque Naturalde L’Albufera. Revista Española de Economía Agraria 182: 239 - 272.

37 Es preciso apuntar que existen otras publicaciones de estos autores donde sedetallan la valoración de este paraje utilizando tanto la valoración contingentecomo otros procedimientos.

Nº FUNCIÓN EJEMPLO

1 Regulación de gases Equilibrio entre CO2/O2

2 Regulación del clima Mitigación gases invernadero

3 Regulación de perturbaciones Protección contra tormentas

4 Regulación del ciclo del agua Aporte de agua para diferentes usos

5 Provisión de agua Aporte de agua a cuencas, acuíferos y embalses

6 Control de la erosión y retención de suelo Prevención pérdidas suelo por viento, escorrentía, etc.

7 Formación de suelo Acumulación materia orgánica

8 Ciclo de nutrientes Fijación de N

9 Tratamiento de residuos Control polución

10 Polinización Aporte de agentes polinizadores

11 Control biológico Regulación de poblaciones

12 Refugio Hábitat para especies migratorias

13 Producción de alimentos Producción de frutos, caza…

14 Producción de materias primas Producción de madera, corcho…

15 Reservorio de recursos genéticos Genes para la lucha contra agentes patógenos

16 Actividades recreativas Ecoturismo, pesca deportiva…

17 Cultural Valores asociados a aspectos educativos, etnográficos, etc.

TABLA 11. Clasificación defunciones (Constanza et al.,

1997)33.De las 17 funciones la

mayoría se relacionan convalores de no uso, a

excepción de la producciónde alimentos, de materias

primas, aspectos recreativos,y, en algunos casos, el aporte

de agua.

Por otro lado, Júdez38 et al. (1998, citado en Prada et al.,2001), analizan valores de uso asociados al Parque Nacionalde las Tablas de Daimiel. Los resultados ofrecen unos valo-res inferiores a 1.000 ptas (6,01 €) por visitante. Otros tra-bajos (Pérez et al., 199839), estudian valores de uso dentro deespacios protegidos en los que los ecosistemas de agua dulcepresentan una gran relevancia, pero en la que los bosquesde ribera no abarcan la mayor superficie forestal.

Con las restricciones anteriormente expuestas (no realiza-ción de valoraciones ex-novo, y ausencia de estudios similaresen España), para intentar ofrecer unas estimaciones para cier-tos valores de no uso el único camino viable sería acudir al mé-todo de transferencia de beneficios a partir de estudios realiza-dos en otros países cuyo número de estudios localizados hasido escaso, 4 estudios en 3 países diferentes (Amigues etal.;200240; Holmes et al.; 200441; Willis y Garrod; 199642 y199743). La poca amplitud de la muestra ha sido determinantepara elegir (junto con el no conocimiento exacto de elementosde alguno de los estudios) como método de transferencia de be-neficios el de transferencia del valor unitario. El resultado dela aplicación de esta metodología se muestra en la tabla 12.

Por otro lado, dentro de las funciones asociadas a los eco-sistemas forestales, se puede encuadrar la de mitigar laemisión de gases invernadero. Esta función conduce a un va-lor, actualmente de no uso, consistente en utilizar los ecosis-temas forestales como agentes atenuadores del exceso deemisiones de los llamados gases de efecto invernadero, fun-damentalmente dióxido de carbono. En este sentido, si-guiendo lo establecido por Díaz y Romero (2004)44, se ha de-sarrollado una metodología para computar el carbonoasociado a un ecosistema de bosques de ribera y que se pu-diera ver afectado por un determinado daño.

El escenario considerado, se asocia con la destrucción,con independencia del motivo que la ha causado, de la masaforestal objeto de este estudio. En este caso, básicamente sepretende realizar una aproximación al carbono existente enel momento del daño, y se supone que ese carbono ya se re-emite a la atmósfera. No se tiene en cuenta el caso asociadoa daños que no conlleven la destrucción total de la masa, de-bido a la incertidumbre asociada a la contabilización del car-bono capturado. Utilizando precios actuales de diversos mer-cados internacionales, se ha supuesto un precio de 10 €/t,aunque es posible introducir otro precio.

Además de los valores de uso asociados a este tipo de eco-sistemas (incluyendo desde los aspectos productivos hasta losrecreativos), resulta indudable la existencia de otro conjuntode valores que en la literatura especializada se denominanvalores de no uso. En este epígrafe, se incluirían aspectos deuna gran importancia hoy en día, como puede ser la conserva-ción de la biodiversidad. Es decir, se asume que las personasque no utilizan los espacios fluviales como lugares de esparci-miento, lugares donde practicar deporte, etc. aceptarían otor-gar un pago por la conservación de estos lugares, con indepen-dencia de su probable o improbable uso en el futuro.

La problemática de realizar un ejercicio de valoración re-ferido, en este caso, a la externalidad positiva asociada a lafunción que realizan los ecosistemas fluviales de conserva-ción de la biodiversidad, exige, como se ha comentado ante-riormente, la utilización de métodos de preferencias declara-das. Aquí se incluirían metodologías como pueden ser lavaloración contingente, el experimento de elección o simila-res. Estas técnicas se basan en la realización de encuestas,con el fin de obtener un valor asociado a una disposición apagar (o una disposición a ser compensado, en el caso de undaño ambiental). Como ya se ha comentado, no se ha pre-visto la ingente tarea de realizar estas encuestas a lo largodel conjunto de ecosistemas ripícolas existentes en España.

De hecho, no se conocen este tipo de valoraciones a unnivel tan agregado como puede ser el de un país. Para sol-ventar estas dificultades, y sin entrar en otras limitacionespropias de estos métodos, una alternativa consistiría enacudir a los métodos de transferencia de beneficios. Comose ha visto, para realizar este ejercicio de transferencia espreciso disponer de estudios similares donde se evalúe através de las técnicas aspectos relativos a la conservaciónde la biodiversidad. Desafortunadamente, en un entornodonde no existe una gran cantidad de trabajos que apliquenestas técnicas a diversos ecosistemas, como es el caso de Es-paña, las aplicaciones a ecosistemas ripícolas son todavíamás reducidas, como se ha visto anteriormente. Se podríapensar, como se ha hecho para los aspectos recreativos, enutilizar estudios realizados en otros países. Esta opción seha desechado, principalmente porque los estudios son tam-bién muy escasos y están referidos a países como EstadosUnidos o Australia, caracterizados por tener una flora yuna fauna muy distintas al nuestro. En Kristófersson y



38 Júdez, L.; De Andrés, R.; Fuentes-Pila, J.; Ibáñez, M.; Pérez, C.; Urzainqui, E.;1998. Valuing the Recreational Use of a Spanish Wetland. Test and Compari-son of Different Valuation Methods. Paper presented in the Second InternationalConference of the European Society for Ecological Economics, March 4 - 5,Geneva.

39 Pérez, L.; Barreiro, J.; Barberán, R.; Del Saz, S.; 1998. El Parque Posets-Mala-deta. Aproximación económica a su valor de uso recreativo. Publicaciones delConsejo de Protección de la Naturaleza de Aragón, Zaragoza.

40 Amigues, J.P.; Boulatoff (Broadhead), C.; Desaigues, B.; Gauthier, C.; Keith,J.E.; 2002. The benefits and costs of riparian analysis habitat preservation: awillingness to accept/willingness to pay contingent valuation approach. Ecolo-gical Economics 43: 17 – 31.

41 Holmes, T.P; BerGstrom, J.C. Huszarc, E.; Kaskd, S.B.; Orr III, F.; 2004. Contin-gent valuation, net marginal benefits, and the scale of riparian ecosystem resto-ration. Ecological Economics 49: 19 – 30.

42 Garrod, G.; Willis, K.; 1996. Estimating the Benefits of Environmental Enhance-ment: A Case Study of the River Darent. Journal of Environmental Planning andManagement 39(2): 189 - 203.

43 Willis, K.; Garrod, G.; 1997. Economic Appraisal of the Environmental Costsand Benefits of Potential Solutions to Alleviate Low Flows in Rivers. ERM Econo-mics, London, and CREAM, University of Newcastle.

44 Díaz-Balteiro L., Romero C.; 2004. La captura de carbono y la gestión forestal.Monografías INIA. Serie Forestal nº 9, 79 pp.

ESTUDIO DISPOSICIÓN A PAGAR* POR AÑO(€/persona) VALORES INCORPORADOS

Amigues et al. (2002) 5,75 No uso

Holmes et al. (2004) 4,90 No uso

Willis y Garrod (1997) 15,64 No uso y recreo

Garrod y Willis (1996) 7,43 No uso y recreo

TABLA 12. Resultadosobtenidos en la valoración deno uso.*Disposición a pagar yanormalizada (inflación,paridad monetaria, renta).

Navrud (2007)45, se muestran los problemas que puedensurgir al aplicar esta técnica a estudios con activos ambien-tales muy diferentes.

En esta situación y dada la imposibilidad de la aplicaciónde las técnicas de preferencias declaradas y de transferenciade beneficios, se ha optado por adoptar como proxy los costesde las actividades asociadas a la conservación de los ecosis-temas ripícolas en las distintas cuencas hidrográficas. Estasimplificación, sin duda excesiva desde el punto de vista me-todológico, pero práctica desde si atendemos a razones ope-rativas, requiere precisar una serie de conceptos. En primerlugar, no se obtendrá un valor como habitualmente es defi-nido en la literatura científica. Aquí no se puede hablar devalor de uso o valor de no uso, sino de una cantidad que seconsidera una medida indirecta, a través de un coste deoportunidad, de las supuestas preferencias que los ciudada-nos asignan a la conservación de estos ecosistemas. Estamedida se traslada a lo que las Administraciones Públicasestán invirtiendo año a año en los presupuestos de organis-mos como las Confederaciones Hidrográficas.

En concreto, se ha estimado que una medida de este va-lor de existencia pudiera ser el gasto promedio anual que losorganismos públicos (Confederaciones Hidrográficas) reali-zan en el capítulo del presupuesto dedicado a inversiones.Resulta indudable que el gasto que realizan tiene que vertanto con valores de uso como con valores de no uso, pero ala vez se puede argumentar que las inversiones que se reali-zan anualmente tienen como objetivo mantener unas deter-minadas cualidades de las cuencas hidrográficas. En este

sentido es como se toma este proxy del valor de existencia.Se supone que los ciudadanos valorarían negativamente to-dos los aspectos asociados a una pérdida de bienestar moti-vada por la no realización de estas inversiones. No se ha po-dido validar empíricamente estas cifras. Es decir, no se sabesi se parecen a las que los ciudadanos pudieran otorgar, através de encuestas, a este valor de existencia.

Para calcular este valor, se ha partido de las cuentas anua-les de cada Confederación Hidrográfica, y se computado elapartado dedicado a inversiones. En concreto, se ha obtenidoel valor medio de los tres últimos años publicados en el BOE.Esta información se puede apreciar en la tabla 13 y es la basepara imputar este valor a los distintos daños que se han defi-nido y muestran un promedio anual de 32,6 €/ha.

Finalmente, se van a calcular otros valores de uso enprincipio no asociados a bienes tangibles, sino al recreo (in-cluyendo la pesca deportiva). La metodología empleada essimilar a la que se ha descrito en cuanto a la valoración deno uso. Así, se ha utilizado el método de transferencia de be-neficios, partiendo de estudios similares recogidos en la basede datos EVRI, donde se han seleccionado para realizar lavaloración de los aspectos recreativos en sistemas de ribera6 estudios (Garrod y Willis; 1996 y Willis y Garrod, 1997, yacitados; Whitehead, 199146; Davis y O’Neill; 199247; Cran-dall et al.; 199248 y Adamowicz et al.; 199449).



45 Kristófersson D.; Navrud S.;, 2007. Can Use and Non-Use Values be Transfe-rred Across Countries?. En: Navrud D., and Ready R. (Eds.). Environmental va-lue transfer: Issues and methods. Springer, Dordrecht.

46 Whitehead, J.C.; 1991. Benefits of Quality Changes in Recreational Fishing: A Sin-gle-site Travel Cost Approach. Journal of Environmental Systems 21(4): 357 - 364.

47 Davis, C.; O’Neill, N.; 1992. Discrete Choice Valuation of Recreational An-gling in Northern Ireland. Journal of Agricultural Economics 43(3): 452 – 457.

48 Crandall, K.B.; Colby, B.G.; Rait, K.A.; 1992. Valuing Riparian Areas: A South-western Case Study. Rivers 3 (2): 88 – 98.

49 Adamowicz, W.; Louviere, J.; Williams, M.; 1994. Combining Revealed andStated Preference Methods for Valuing Environmental Amenities. Journal of Envi-ronmental Economics and Management 26, (2): 271 – 292.

CUENCA INVERSIÓN (€/ha)

Cuencas internas de CataluñaEbroJúcarSeguraTajo GuadianaGuadalquivirAtlántica andaluzaMediterránea andaluza

99,31,9

16,717,614,023,229,936,536,5

TABLA 13. Valor promedioanual del capítulo dedicado a

la inversión.

TABLA 14. Resultadosobtenidos para la valoracióndel uso recreativo.* Disposición a pagar yanormalizada (inflación,paridad monetaria, renta).

ESTUDIO DISPOSICIÓN A PAGAR* POR AÑO(€/persona) VALORES INCORPORADOS

Davis y O’Neill (1992) 48,47 Recreo

Whitehead (1991) 13,45 Recreo

Crandall et al. (1992) 62,45 Recreo

Adamowicz et al. (1994) 9,70 Recreo

Willis y Garrod (1997) 15,64 Recreo y no uso

Garrod y Willis (1996) 7,43 Recreo y no uso



TABLA 18. Valores de no uso.

Valor captura CO2

Superficie afectada(ha) Valor (€/ha) Total valor (€

b) Resto valores de no uso Tipo descuento (%)

Valor restovalores de no uso

Valor de no uso(€/persona . año)

Número devisitantes (ha/año)

Superficie afectada(ha)

Tiempo recuperación(años) Valor (€/ha) Valor total €)

5,32

Valor de existencia

Elegir valor de lacuenca

Superficie afectada(ha) Tiempo recuperación (años) Valor (€/ha) Valor total €)

TABLA 15. Formaciones de losbosques de ribera de la mitadnorte peninsular (parcial).

FORMACIÓN SUBFORMACIÓNCoeficiente deconformación(completar)

Valor dereferencia

SAUCEDA(Salix)

Salcedas negras continentales oligotróficas (Salix atrocinerea) 8

Salcedas negras continentales eutrofas (Salix atrocinerea) 8

Salcedas negras diánicas (Salix atrocinerea) 7

Salcedas negras de Sierra Nevada (Salix atrocinerea) 5

Salcedas cantábricas (Salix cantabrica) 8

Salcedas salvifolias (Salix salvifolia) 7

Mimbreras calcófilas pirenaico-cantábricas (Salix eleagnos) 7

Mimbreras calcófilas mediterráneas (Salix eleagnos) 7

Factor Caracteriza-ción del factor

Peso (1 - 10 ) Puntuación (1 - 10)

Peso dereferencia

Peso pordefecto

Puntuación dereferencia

Puntuaciónpor defecto

1 Coeficiente de conformación

2 Figuras de protección de la especie Definir

3 Figuras de protección del territorio Definir

4 Índice QBR Definir

5 Índice Biofor Definir

6 Índice ISCA Definir

7 Superficie afectada

8 Reversibilidad del impacto y tiempode recuperación si es reversible

Continuar

Volver “Formación”

Volver “Valoración final”

TABLA 16. Caracterización dela formación y del impacto

producido.



Valores de Uso Tasa descuento (%)

Completar las celdas en verde para los valores de uso que presente la formación y definir el tipo de interés. En caso de masa gestionada inmadura

a) Madera Existencias (mc/ha) Superficie afectada (ha) Precio (€/mc) Valor (€/ha) Total (€)

Masagestionada

Masa madura

Masa inmadura Definir

Masa ordenadaRenta anual

Renta periódica

Valor salvamento madera

Total pérdidas madera

b) Otros productos Renta(€/ha . año)

Superficie afectada(ha)

Tiempo recuperación(años) Pérdidas (€/ha) Total (€)

Leña

Resina

Corcho

Bellota recogida

Bellota montanera

Esparto

Castaña recogida

Castaña montanera

Piñón con cáscara

Otros frutos

Trufas

Otros hongos

Cama ganado

Oficinales

Arena

Grava

Piedra

Otros ingresos (colme-nas, ocupaciones,roturaciones…)

Caza

Pesca

Total pérdidas otros productos

c) Aspecto recreativo

Valor de uso(€/persona . año)

Número devisitantes/año

Tiempo recuperación(años) Superficie (ha) Total (€)

27,06

TOTAL: madera + otros productos + aspecto recreativoTOTAL PÉRDIDAS (€)

Actividades y costes de restauración

Actividad Superficie (ha) Coste (€/ha) Coste (€)

Total: costes de restauración

TABLA 17. Valores de uso.

Completar los costes sobre las celdas en verde de las actividades de restauración necesarias



1. Valoración de la formación

Valores de uso y restauración

Valores de uso Pérdidas (€)

Restauración

Total

Volver ”Valores uso y restauración”

Valores de no uso Pérdidas (€)

Total

Volver “Valores no uso”

Valores de existencia Pérdidas (€)

Total

Volver “Valores existencia”

Total pérdidas uso y restauración, no uso o existencia

Volver ”Caracterización”

2. Caracterización de la formación

Número de factores considerados

Factor Peso factor (1-10) Puntuación (1-10) Puntuación ponderada

Coeficiente de conformación

Figuras de protección de la especie

Figuras de protección del territorio

Índice QBR

Índice Biofor

Índice ISCA

Superficie afectada

Reversibilidad

Total

3. Coeficiente sanción

El “coeficiente sanción” es el factor que multiplica al valor total de las pérdidas en los valores de uso y restauración, no uso y existencia. El valor mínimo quepuede adoptar es uno y el máximo ha de ser definido en la celda en verde. Cuanto mayor es el valor máximo del coeficiente que correspondería a una pun-tuación de 60, mayor será el Coeficiente Sanción para cualquier puntuación y mayor será igualmente la valoración final del impacto y sanción obtenida

Rango de variación del coeficiente sanción

Valor mínimo del coeficiente sanción Valor máximo del coeficiente sanción

1 3

Puntuación caracterización de la formación

Coeficiente sanción

Valoración final del impacto y sanción

Volver “Formación”

TABLA 19. Valoración final conjunta.

El resultado de la aplicación de esta metodología se ex-pone en la tabla 14. Los resultados muestran, en primer lu-gar, una gran amplitud. Así los valores oscilan entre los 7,43y los 62,45 €/persona. Por otro lado, los valores más elevadosno se obtienen cuando se contemplan en un mismo estudiola valoración de aspectos de uso asociados al recreo, juntocon aspectos de no uso. Si se realiza la media de estos estu-dios obtendríamos un valor de 27,06 €/persona, que es el va-lor utilizado en la valoración de daños a los bosques de ri-bera.

7. VALORACIÓN DE DAÑOS EN LOS BOSQUES DERIBERA

Para facilitar la valoración económica de los impactos que sepueden producir sobre un bosque de ribera con unos “valoresde uso y restauración” y “valores de no uso” determinados seha desarrollado una herramienta informática específica(hoja de cálculo en Excel), que sirve para llevarla a cabo.Para ello, habrán de tenerse en cuenta, las característicasde la especie y tipo de formación, los aspectos legales exis-tentes en el ámbito español correspondientes a las mismas,la naturaleza de la actividad impactante, los valores de usoy no uso relacionados con el sistema, así como los costes derestauración del mismo. Por último, se consideran una seriede factores complementarios que servirán para caracterizarla valoración en las diversas situaciones que se puedan pre-sentar y proporcionar un valor final que permita determinarla sanción correspondiente.

Cada factor puede tener una importancia mayor o menordentro de la valoración (expresada mediante un peso) y unapuntuación que lo define en cada caso determinado. Tanto lapuntuación como el peso que se asigna a cada factor, son va-lores de referencia que el usuario puede cambiar, depen-diendo de la consideración particular del caso considerado.El procedimiento operativo es realizar una valoración paracada formación vegetal de ribera, de este modo, si se pro-duce un impacto (o varios impactos) sobre varias formacio-nes distintas en la misma ribera, habrá de ser valorado porseparado el impacto sobre cada una de las formaciones,siendo el valor total la suma de los valores parciales. Laaplicación está contenida en un archivo ejecutable de Excelcon una serie de hojas de cálculo, interrelacionadas entre síy no visibles de tal manera que el usuario lo único que tieneque hacer es introducir los datos de su caso específico. Lashojas de cálculo corresponden a los siguientes aspectos de lavaloración.

1. Formación (tabla 15), donde se encuentra la relaciónde las formaciones vegetales existentes en la Españapeninsular. Cada tipo de formación llevará asociadoun “Coeficiente de conformación”, al que se ha asig-nado un valor de referencia, a partir de los siguientes

criterios: nivel de degradación, complejidad existente,singularidad y rareza, capacidad de absorción de da-ños y reversibilidad de los mismos. Servirá para sin-gularizar el impacto producido en cada formación conrespecto a las demás, ya que el valor del impacto de-pende del tipo de formación sobre la que se haya pro-ducido.

2. Caracterización de la formación y del impacto produ-cido: en este apartado, se describen las condiciones so-bre las que se produce el impacto y las característicasdel mismo (según sean las condiciones definidas la va-loración será cuantitativamente mayor o menor). Elprocedimiento de cuantificación de la caracterizaciónde la formación vegetal es a través de ocho paráme-tros o factores (tabla 16): coeficiente de conformaciónde la formación (definido anteriormente), figuras deprotección de la especie, figuras de protección del te-rritorio, Índice QBR, Índice BIOFOR, Índice ISCA, su-perficie afectada y reversibilidad del impacto y tiempode recuperación si es reversible.

3. Valores de uso y costes de restauración: esta etapatiene como objeto principal, el valorar económica-mente y de forma independiente, la pérdida como con-secuencia del impacto, los valores de uso y los costesde restauración necesarios para recuperar las condi-ciones precedentes a la actividad impactante. Los va-lores de uso considerados, que puede presentar unaformación de vegetación de ribera son separados entres grupos (madera, otros productos y aspecto recrea-tivo), tal y como se expone en la tabla 17.

4. Valores de no uso: entre los valores de no uso, se dife-rencia a) captura de CO2, b) resto valores de no uso yc) valores de existencia (tabla 18).

5. Resultado final de la valoración: en esta hoja se reco-gen todos los datos que se han ido completando en lasfases anteriores: las puntuaciones y pesos que se hanasignando a los ocho factores relativos a la formacióny al impacto producido y las cantidades de las pérdi-das referentes a los valores de uso, costes relacionadoscon las actividades de restauración, no uso y existen-cia (tabla 19).

8. AGRADECIMIENTOSEste artículo es un resumen de los estudios realizados du-rante los años 2006-2008 por la Universidad Politécnica deMadrid para el Centro de Estudios y Experimentación deObras Públicas del Ministerio de Fomento (CEDEX), que serecogen en libro del mismo título, publicado por los Ministe-rios de Fomento y de Medio Ambiente, y Medio Rural y Ma-rino. Los autores desean expresar su agradecimiento al CE-DEX por la financiación de dichos estudios.



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