Ramón de los Santos Alfonso. Ing. Agrónomo.

La construcción de balsas en suelos salinos en la Región de Murcia.

Inconvenientes y riesgos técnicos

Recomendaciones.

La construcción de balsas en suelos salinos en la Región de Murcia.

Inconvenientes y riesgos técnicos

Recomendaciones.

Ramón de los Santos Alfonso.

Febrero 2.005

Introducción. Los suelos pueden ser evaluados desde diferentes criterios, en general como fuente de riqueza, denominando suelos marginales a la parte del territorio que no producen bienes.

Algunos suelos deficientes para la producción se destinan a potenciar algún ecosistema, como ocurre con los humedales o zonas de saladares y en tiempos anteriores sirvieron para potenciar zonas de regadíos mediante costosas obras de drenaje o mejoras de los mismos.

Desde la perspectiva de su composición geológica los suelos permiten evidenciar extensas zonas marginales del territorio español donde la agricultura no es rentable. Lucas Mallada ya lo evidenció a finales del XIX en “Los males de la patria”, situaciones tales como la accidentalidad del terreno, la impermeabilidad, salinidad de algunos suelos, falta de lluvias, etc., sin embargo, en el afán de producir bienes agrarios como necesidad prioritaria de subsistencia, durante varios siglos atrás, la tendencia fue colonizar la mayor parte del territorio, incluyendo los montes y suelos con yesos, donde se llegó hasta 1.960 a explotar el esparto para producir fibras vegetales.

. El uso del suelo agrícola. En Murcia la limitación más restrictiva para los cultivos proviene de la escasez del agua, dando lugar a los cultivos de regadíos y en retroceso los cultivos áridos. El regadío se encuentra emplazado en los fondos de los valles con tradición y conocimientos sobre la técnica del manejo del agua, que data desde la época de los árabes. El valor de los suelos en la zona regable, es alto, superado a veces por intereses especulativos de urbanizaciones y donde en la actualidad se vienen transfiriendo compra-ventas de fincas que superan los 60.000 €/ha.

Cuando una Comunidad de Regantes (C.R.) necesita ampliar sus recursos hídricos mediante construcciones de balsas que aseguren sus demandas, surge la necesidad de adquirir un terreno que cumpla con sus expectativas, debiendo reunir una serie de requisitos, como son la disponibilidad de accesos suficientes, dominio de cota sobre la zona de riego, llevándole a una revisión de todas las posibilidades, según la orografía y donde las condicionantes de compras abren una vía de negociaciones con propietarios que presentan dichos requerimientos, donde además debe poseer una extensión suficiente (1 - 4 ha), cosa improbable en la mayoría de algunas zonas de riegos donde predomina la atomización de parcelas con numerosos propietarios y las compras se complican, al tener que poner de acuerdos un mayor número de propietarios e intereses, dando lugar a largas negociaciones donde abundan los conflictos vecinales de la complejidad humana, y si a esto añadimos la necesidad de accesos de paso, de tuberías por dichas parcelas, así como el añadido del peligro gravitatorio de la masa de agua almacenada en dichas balsas, por encima de estas propiedades, en un complejo entramado de intereses comunitarios donde se cargan nuevas servidumbres, ni que decir tiene que la dirección de tales necesidades se encaminaran hacia metas que posean mínimas dificultades para evitar conflictos.

Suelos marginales.

El problema mencionado en el epígrafe anterior, se soluciona en algunos casos cuando existen en los alrededores de la zona regable, terrenos marginales como son los rocosos, lagenas, yesíferos, sin mayor interés para la producción agraria.

Las C. R, realizarán gestiones en aquellos suelos sin interés productivo, marginales, en los dominios del riego afectado, suelos económicos, con domino de cotas, sin dificultad administrativa para construir y donde las servidumbres de accesos, pasos, no existen. Sólo queda preguntarnos las limitaciones técnicas, debido a la causa-efecto del conocimiento empírico de roturas de balsas en los suelos yesíferos, donde la técnica empleada hasta ahora en construir balsa, de “café para todos”, no vale. Hay que especificar la construcción de balsas en estos suelos. Suelos yesíferos. La formación de suelos evaporíticos (calizas y yesos) se crearon por la evaporación de aguas que poseían elevadas concentraciones de sales y que precipitaron creando suelos evaporíticos en tres periodos geológicos de sedimentaciones de transgresión y regresión marina: 1) Triásico superior y Jurásico Inferior; 2) Eoceno superior Oligoceno y 3) Mioceno. Son en estos dos últimos los de mayor caracterización en España, donde Ayala y colaboradores (1.986), Calaforra (1.998), calculan que un 6% del suelo en nuestro país son de afloramientos yesíferos, como son en Almería los célebres Karst del río de Aguas (Sorbas), Madrid (Henares), Huesca (Mosnegros), Cuenca.., etc. dando por tanto una geografía de espacios abiertos y descubiertos de vegetación. Los yesos pueden aparecer de manera pura, como rocas en sí o mezclado con arcillas y arenas (margas), cuya mineralogía comprende sales de Sulfato cálcico hidratados con moléculas de agua y que dan lugar a cambios importantes en su estructura, disolviéndose y solidificando en formas de cristales, en cuyos suelos solo son posibles cierta parte de plantaciones adaptadas a dichos suelos. La forma del color puede ser variada, siendo característicos la presencia de cristales de sales o bien formaciones y deposiciones blancas, dependiendo de la disolución sufrida. La geografía murciana posee un importante predominio de suelos con naturaleza de yesos con toponimia de poblaciones como Algezares, cuyo significado en árabe es “Yesares”, así como enormes número de nombres de ramblas “saladas”. Estos suelos sufren deformaciones y cambios de tensiones por humedad, hinchándose, perdiendo cohesión, dando a un alto índice de alterabilidad en presencia de agua, donde la temperatura alta del suelo expuesto al medio natural, cambia su estructura, bajando su peso unitario y aumentando la porosidad. Los suelos de yesos expuestos directamente a los efectos del clima, son rocas sensibles que cambian sus tensiones y se degradan químicamente, reduciendo su volumen de forma rápida (colapso), al perder parte de sus componentes por disolución. Otro de los problemas que pueden presentarse y que no son visibles, es la de formar en algunas oquedades ocultas y profundas en el subsuelo (karstificación), pudiendo dar lugar a hundimientos del terreno natural (dolinas), de manera total o parcial. La erosión depende en gran medida, del grado de salinidad, pendiente, vegetación, mezclas de suelos, etc, siendo laminar y en cárcavas, muy acusada en algunos sitios, donde la red de drenaje es muy abundante y por tanto de una repuesta rápida en escorrentías superficiales.

La superficie de suelos con yesos en Murcia es amplia, como se aprecia en la siguiente Figura donde los colores pardos representan suelos yesíferos, cercanos a los valles. Estos suelos no poseen apenas vegetación.

Fig nº 1. Atlas suelo murciano

Problemas de construcción de balsas en terrenos salinos. El fenómeno de la Karstificación en yeso es un proceso donde actúa el agua y los agentes atmosférico produciendo pérdidas de masa originado por la disolución de las sales, dando lugar a cambios geotécnicos importantes. En estos suelos existe un alto porcentaje de riesgo de roturas de balsas, con posibilidades de causar daños materiales y riesgos de vidas humanas. En Murcia existe una amplia dispersión de C.R., que poseen balsas en suelos yesíferos (Jumilla, Blanca, Sangonera, Totana, etc), algunas han experimentado varias roturas de balsas como las de Sangonera La Seca, 1.997, 2.003, ésta última derramó 175.000 m3 de agua en media hora, cortando durante varias horas la autovía que une Andalucía con Francia. No hubo que lamentar daños personales y si fue noticia de relieve en radio y periódicos nacionales.

En la fotografía tomada en vuelo aéreo por Protección Civil, al día siguiente del siniestro, podemos observar la ausencia de la salida de la balsa a una red natural de desagüe que concentrase el caudal desalojado, donde la “llanura reinundación”se extendió en superficie y cuando alcanzó la autovía, la “embestida” del frente de agua y “bardomeras”, fue retenida por la valla de la autovía, amortiguando el paso del agua que amplió su dispersión en anchura y permitió que el agua saltase en la autovía con una altura de agua inferior a los 50 centímetros. De haber tenido un paso de agua en caso de arroyo por ejemplo, el paso de agua tenía que haber admitido un caudal imprevisible en cálculos previstos para dicha obra, colapsando la estructura y provocando en algún caso, la rotura de la misma, por lo que hubiese revestido mayor gravedad.

Fig nº 2. Afectación de riada en la Autovía E-7

Los daños materiales sufridos como consecuencias de la riada por la rotura de la balsa de la C.R. de Sangonera la Seca, a mediados de Setiembre del 2.003, produjo en aquel momento 127 reclamaciones de afectados, valorandose en 650.468,23 €, pendientes de añadir los daños personales sufridos por varias personas que tuvieron accidentes de tráfico derivados del paso del agua sobre la autovía. Luego estaban los gastos de RENFE y la Autovía. Además de las pérdidas comentadas, hay que añadir la pérdida del valor del agua, la falta del riego no aplicado como consecuencia del volumen almacenado de agua y la inutilización de dicha balsa, así como la reparación de la misma.

Fig. nº 3. Vista de Lomas de Salinas.

LOMAS DE SALINAS

Si nos aproximamos a la loma de Las Salinas de Sangonera la Seca, nos encontramos con un cerro de altura discreta, desnudo en vegetación, excepto esparteras abandonadas y cercanas a cultivos tolerantes a los suelos con alguna salinidad, como olivares, cítricos, alcachofas, etc.

Podemos observar en la fotografía anterior la desnudes del conjunto y la ausencia de vegetación en dicha loma, así como una fuerte erosión que presenta en las laderas de todo su relieve,

Cercano a la loma, persiste una presión por colonizar dichos terrenos, como se observa en la siguiente fotografía, donde se aproximan los cultivos con bancales o terrazas y donde se hace evidente la imposibilidad de cultivos, de manera más clara y evidente. Desde una perspectiva aérea, podemos ver estas diferencias marcadas por su tonalidad, donde la flecha A); señala la balsa siniestrada.

La balsa fue construida a principios del 2.000, con una capacidad de 200.000 m3, impermeabilizadas con EPDM. La altura de calado en nivel máximo normal es de 8 metros.

La situación de la balsa se encuentra en la frontera de suelos salinos y margas de naturaleza caliza, con suelos poco cohesivo (1,2/1,8 kg/cm2) y suelos del tipo A-6, la densidad del terreno compactado fue inferior a 1,5 t/m3, propios de estos suelos, con un ángulo de rozamiento comprendidos entre 27 y 37º.

Fig nº 4 Vista de balsas afectadas, una en servicio en ese momento.

Las causas de la rotura de esta balsa son debidas a una serie de fugas de agua por debajo de la lámina impermeable, provocando un socavón en el terraplén que coincide con la parte de la tubería de salida y colector de la red de drenaje.

En la fotografía nº 5 observamos las depresiones que señalan la red de drenaje en forma de espina de pescado, así como dos hundimientos de solera que quedan aún con agua, formando charcos, una junto a la tubería de salida y otra en el pie del canal de entrada de agua. Esta falta de suelo se disolvió por el agua proveniente de una serie de fugas anteriores.

Fig nº 5. Vista de balsa siniestrada al día siguiente de la rotura.

A)

En la parte del talud interior del terraplén cercano al canal de entrada de agua, pude comprobar al día siguiente de la rotura, que estaba embarrada y con la lámina impermeable “colgada”, lo que demostraba que existía una fuga directa de agua desde hacia tiempo y que estaba localizada en la zona cercana al canal hormigonado de entrada y que por alguna circunstancia, había dado lugar a un fallo de impermeabilización. Las obras de canalización de agua no son recomendables , así como practicar lastres hormigonados en el talud, al posibilitar fallos deimpermeabilidad en caso de movimiento. No se apreció ningún asiento diferencial en el cuerpo del terraplén, al no tener rotura alguna el bordillo perimetral. En los meses que precedieron a la rotura, no existieron relaciones de agentes externos que pudieran ser relacionados con el siniestro, tales como daños por animales, lluvias, tormentas de granizos (no llovía desde abril), roturas de tuberías, etc. Es significativo el aviso previo de daños en Mayo del mismo año, donde se observaron salidas de agua en la arqueta “chivata” de los drenes, donde dieron aviso de fugas de agua por debajo de la lámina y donde la C.R. asesorada por los mismos técnicos que organizaron la obra, optaron las medidas de reparaciones, después de constatar que la lámina quedaba en vacío en la solera., adoptando como solución el añadir una banda de lámina de unos 50 cms de anchura media y longitud suficiente, para unir en la zona de los taludes con la solera de la balsa, con la holgura suficiente para evitar tirantez en la lámina. Esta reparación fue efectuada correctamente. He constatado, que aquellos técnicos relacionados con el origen del problema, no son los adecuados para tomar decisiones acertadas en reparaciones. En la salida, la parte por donde rompió la balsa, estaba constituida por dos tuberías, una de salida del agua de 700 mm de diámetro de PE y otra tubería de PVC, colectora del drén, siendo ésta última la que partió previamente y produjo una erosión un vacío, dando lugar a la rotura de la lámina, ayudada por una obra de hormigón que cortó la lámina y de ahí, la rotura definitiva.

Fig. nº 6. Detalles de rotura de lámina

La forma de abrirse paso el agua fue mediante boveda a través del dique, abriendo una boca como podemos observar en la fotografía siguiente. Se pueden apreciar las distintas tongadas compactadas características de suelos yesiferos, donde existe una costra de sales entre ellas. En un primer plano aparece la arqueta de regulación de la salida. La tubería de salida de PE, de 700 mm de diámetro, toda ella soldada, no tuvo ningún problema en el momento de la rotura, sujetando además la arqueta de control de salida, de ser arrastrada por el agua, según se aprecia, en la fotografía siguiente.

Fig nº 7. Orificio de salida a través del dique.

En la parte inferior del soporte de dicha excavación, se aprecia una formación de turba natural, que no fue retirada en el inicio de la obra y que se aprecia en la fotografía de color marrón oscuro. En otro substrato más inferior a la turba, aparecen cristales de yesos colocados en capas perpendiculares, de 3 cms de anchura y separación de menos

de medio metro. El yeso en su estado natural, es muy compacto y presenta resistencia a la excavación, sin embargo, esta capa expuesta al aire y al agua, se deteriora y fragmenta de manera pulverulenta, perdiendo su estado inicial de dureza, donde el agua disuelve las sales. Si observamos con detenimiento la fotografía aérea de la Fig nº 8 observaremos que más arriba de la balsa siniestrada, existe otra balsa abandonada y que se encuentra al inicio de la cuenca, apreciándose el dique de la cerrada, cortado por una brecha, debido a una rotura cercana a la tubería de salida, también de la C. R. de Sangonera. Actualmente esta balsa está inutilizada.

Fig nº 8. Ampliación de fotografía aérea

La forma del escape del agua de esta balsa correspondió al modelo descrito en la Guía Técnica de Clasificación de Balsas, donde la forma de rotura del dique lo realizó mediante “brecha” y la salida del agua discurrió por una rambla con fuerte pendiente, donde el caudal se fue acumulando en la cabeza, formando “una tromba”, que concentró una gran cantidad de agua en el frente de avance, por suerte, el paso por la autovía contó con un puente de gran altura y suficiente luz, sin que alcanzase el asfalto.

Fig nº 9. Rotura del dique

Esta balsa poseía una altura de agua de 15 metros y una capacidad de 125.000 m3 de agua. La rotura coincidió justo con la salida de la toma del desagüe de la balsa. No se observa red de drenaje en la solera de la balsa, por lo tanto, parece ser que el origen de la rotura, podría deberse a un fallo de la impermeabilización de la lámina, produciendo una fuga de agua que auscultaría la solera, siendo el punto más débil la excavación practicada en el inicio, para ubicar la salida, practicando el agua de la fuga un drenaje natural junto a la tubería del desagüe y produciendo finalmente la rotura de la balsa.

Fig nº 10. Rotura vista desde el interior del vaso.

En base a esta experiencia negativa, los suelos salinos no son aptos para construir balsas, puesto que una fuga de agua disuelve parte de los sólidos, dando por tanto a un colapso, cambios estructurales del vaso y provocando un fallo en el soporte de la lámina al quedar ésta en vacío y sin apoyo, lo que provoca mayor tensión a la tracción y dando lugar a la rotura de la lámina de la balsa. La función del técnico es dar salida a las necesidades de una demanda técnica y por tanto, establecer medios constructivos que aseguren dichas balsas en el conocimiento de trabajar en suelos salinos. Si la impermeabilización esta garantizada, si no existen fugas por debajo de la lámina, si la construcción se realiza de manera que los yesos no puedan alterarse, si se dispone un buen sistema de prevención de drenaje que desaloje el agua de un fallo de impermeabilización, podría verse resuelto en un amplio porcentaje dicho problema. ¿Merece la pena?. Siempre que se aseguren medidas que eviten colapsos del vaso, cumpliendo la legislación de no aumentar más de 10 metros de altura de agua, evaluando las características del terreno, su grado de salinidad, podría y debería merecer la pena sopesar el riesgo y aumentar todos los parámetros de seguridad, sin tomar demasiada confianza. En general:

• Disponibilidad de los yesos en el suelo. Estudios geotécnicos, localización de los yesos.

Podemos encontrarnos con anhidritas que en contacto con humedad, se deforman, produciendo movimientos y vacío. En caso de fuertes desmontes, pueden aparecer, como se puede apreciar en la portada, estos problemas.

• En caso de suelos heterogéneos, separar los yesos y utilizar

aquellos que ayuden a la estabilidad, aislándolo de contactos directos con agua.

• Construcción de bermas con altura superiores a 10 m. Red drenaje estudiada

• No realizar trabajos en periodo de lluvia.

• Altura: Es mejor la menor altura • Falta de red de drenaje practicando una solera con buena

pendiente encauzada, toda ella construida en zahorra o una doble protección de geomembrana.

• En caso de red de drenaje, de cintura y sectores críticos con impermeabilidad en su base.

• Asegurar el cimiento y solera con materiales granulares. • Geotextiles: Utilizar Polipropileno. • Hormigones sulfo-resistentes. • Evitar obras de fábricas colocadas encima de la lámina. • Eliminar gases mediante drenes unidireccionales. • Protecciones externas (pasillo coronación, taludes exteriores. • Producir exceso de superficie impermeabilizada mediante arruga

en lámina • Tubos metálicos galvanizados en caliente, preferibles los tubos

de plásticos (PE, PVC, PP). • Evitar periodos constructivos en tiempos lluviosos.

Fig nº 11. Composición constructiva

Riesgos añadidos en la balsa de Lebor. Rambla inicial y suelo salino. La balsa alta de Lebor de la C. R., de Totana se construyó en el año 2.002. Desde el principio tuvo el rechazo y las protestas de propietarios de aguas abajo, que denunciaron y paralizaron durante meses la construcción de la balsa, sin embargo, ésta se construyó más tarde.

Fig nº 12. Vista aérea de la balsa de Lebor. Totana.

Los datos más relevantes son los siguientes: UTM X: 627498 ; Y: 4178736. Superficie de la base inferior: 1,77 ha; y la base superior de 3,22 ha. Volumen útil: 280.000 m3. Altura de agua en la balsa: 10 metros.

La balsa alta de Lebor se encuentra enclavado en una zona de yesos, como se puede observar en la fotografía anterior, donde volvemos a ver un terreno desprovisto de vegetación, formada en el inicio de una rambla y se añade un mayor riesgo, al poseer en cotas superiores de la balsa el canal de la margen izquierda del Trasvase Tajo-Segura que transporta 11 m3/s y que ha sido reparado en algunas ocasiones por roturas. En caso de rotura del canal, este podría coincidir con el inicio de la rambla, donde en la parte más inferior, se encuentra ubicado la balsa antes referida. El agua desbordaría por los laterales de la balsa y podría romper parte de su terraplén, provocando una rápida rotura de la misma

Fig nº 13. Detalle de inicio de rambla.

La parte de la rambla ha sido modificada para realizar el vaso de la balsa, aprovechando los flancos laterales y cerrando el frente en dos niveles de altura con bermas. A continuación se puede observar el dique de cerrada de la balsa, cuando se paralizó por parte de los vecinos que se oponían a la construcción.

Fig nº. 14. Vaso en construcción de la balsa Lebor.

A continuación podemos observar su terminación:

Fig nº 15. Balsa de Lebor en explotación.

Situaciones de riesgo:

Fase de Proyecto. Análisis específicos en caso de:

- Aprovechamientos de barrancos. - Construcciones a media ladera. - Zonas fronterizas de saladares.

Fase constructiva:

Movimiento de tierras. Cimentaciones. Terraplenes (parte zahorra) Drenes. (Riesgo de disolución. Protección de solera (hormigonada,

impermeabilizada...) o Taludes. o Solera con pendiente bidireccional, de un 1 %. o Pie de taludes interiores.

Entradas. Salidas. Drenes especiales Hormigón S.R. Protección antioxidantes en tuberías. Protecciones de taludes exteriores. Protecciones del pasillo de coronación.