U603 Isomerizacion Informe Final Completo

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INFORME ESTUDIO GEOTÉCNICO. UNIDAD DE ISOMERIZACIÓN (U-603), NAFTA LIGERA (U-629) Y SUBESTACIÓN Nº 19. PROYECTO C-10 DE AMPLIACIÓN DE LA REFINERÍA DE REPSOL YPF EN CARTAGENA PARA REPSOL YPF

094-059-07 (Nº O.: 1771) octubre de 2007

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ÍNDICE Pág. 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................ 1 2. CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO................................................. 3 3. TRABAJOS REALIZADOS................................................................ 5 4. CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO ................................................... 9 5. SISMICIDAD................................................................................14 6. CONCLUSIONES ..........................................................................16 6.1. CONDICIONES DE EXCAVABILIDAD...........................................16 6.2.

TALUDES

DE

EXCAVACIÓN

Y

APROVECHAMIENTO

DE

LOS

MATERIALES................................................................................18 6.3. CONDICIONES DE CIMENTACIÓN UNIDADES 603/929..................21 6.3.1. GENERAL......................................................................................... 21 6.3.2. STABILIZER 603C-008........................................................................ 23 6.3.3. DESISOHEXANIZADORA 603C-011 ....................................................... 24 6.3.4. HORNO DE CARGA AL REACTOR 629F-001 ............................................ 24 6.3.5. CAMBIADORES Y CALENTADOR DE CARGA 603E-002, 003, 004 y 005....... 25 6.3.6. COMPRESORES 603K-001 A/B y 629 K-001 A/B...................................... 26 6.3.7. PIPE-RACK ....................................................................................... 26

6.4. CONDICIONES DE CIMENTACIÓN SUBESTACIÓN Nº 19 ................27 6.5. OTRAS CONSIDERACIONES .....................................................30 ÍNDICE DE LÁMINAS............................................................................ 33

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INFORME ESTUDIO GEOTÉCNICO. UNIDADES DE ISOMERIZACIÓN (U-603), NAFTA LIGERA (U-629) Y SUBESTACIÓN Nº 19. PROYECTO C-10 DE AMPLIACIÓN DE LA REFINERÍA DE REPSOL YPF EN CARTAGENA PARA REPSOL YPF

1. INTRODUCCIÓN

En este Informe se presentan las conclusiones del Estudio Geotécnico realizado en el emplazamiento de las futuras unidades de Proceso 603 y 629 de Isomerización/Nafta Ligera y en la Subestación nº 19, dentro del Proyecto C-10 de ampliación de la Refinería de REPSOL YPF en Cartagena, Murcia. En la Lámina 1 puede verse un Plano General a escala 1/3.000 con la situación de la zona de estudio en relación con la ampliación prevista de la Refinería.

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En las Láminas 2A y 2B se presentan unas Plantas de detalle a escala 1/500, en la primera (Lámina 2A) se reflejan las condiciones topográficas actuales y en la segunda (Lámina 2B) la implantación de equipos que se nos ha facilitado. Este

Estudio

se

enmarca

dentro

de

los

trabajos

de

"consultoría y

recomendación del estudio geotécnico" previstos en el pedido de REPSOL YPF nº 4500015408 de fecha 9 de mayo de 2007 (Adjudicación P-P3C10-0001A0-0613-A-O). Previamente a la redacción del presente Informe, con fecha 20 de junio se elaboró una Nota Técnica con las principales conclusiones del Estudio. Esta Nota fue entregada a los ingenieros proyectistas Técnicas Reunidas (TR) a través de la ingeniería FLÚOR, S.A.

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2. CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO

La nueva terraza ocupará una superficie total de unos 180 x 60 metros y se situará en el límite Sur de la zona de ampliación, en la denominada Zona de La Fausilla (ver Lámina 1). En la terraza se ubicarán las Unidades de Isomerización (U-603) y HDS Nafta Ligera

(U-629)

ocupando

una

superficie

de

120

x

45

metros

aproximadamente. Adyacente a estas unidades, se construirá la Subestación nº 19, que ocupará unos 50 x 45 metros cuadrados. La cota de urbanización prevista es la +40,0 metros; para alcanzarla, será necesario desmontar el terreno natural hasta unos seis a siete metros; únicamente en la zona Norte del límite de Unidad será necesario realizar algún relleno estructural de escasa altura, inferior a un metro y medio. En la siguiente Tabla puede verse la relación de los principales equipos previstos y sus pesos máximos1:

1

Datos facilitados por la Ingeniería Técnicas Reunidas en documento de referencia Q-T-C10-E-

78999, Rev. 0 (pág. 12 de 14) de fecha 20/12/06 y en un documento posterior, sin referencia, recibido el 2/04/07.

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Equipo 603C-006 Primer Reactor 603C-007 Segundo Reactor

Peso en Prueba (Kg) 96.200 96.200

603C-008 Stabilizer

342.300

603C-011 Deisohexanizer

645.000

603C-013 Caustic scrubber

86.600

603K-001 A/B H2 Make up Compressor 629C-002 HDS Reactor

350.000

629C-005 Stripper

129.200

41.000

También se prevé un Pipe-rack de unos 120 metros de longitud, que cruzará la terraza por su zona intermedia. Estará constituido por pilares de seis metros de altura que transmitirán cargas de unas 200 Tn por pilar. La subestación nº 19 estará constituida por pilares distribuidos según una cuadrícula de 8,0 x 5,0 metros; la carga máxima por pilar será de unas 240 Tn. Según se nos ha indicado, por condicionantes del Proyecto, todas las cimentaciones irán empotradas como mínimo a unos 2,5 metros bajo la cota de urbanización, es decir, a la cota aproximada +35,5 m. _________

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3. TRABAJOS REALIZADOS

Para la realización del presente Estudio, se han perforado nueve sondeos mecánicos a rotación hasta una profundidad máxima de unos 14 metros, y se han excavado también nueve calicatas con retroexcavadora. Los sondeos se han perforado a rotación, con batería y extracción de testigo continuo; cada dos metros aproximadamente se han realizado Ensayos de Penetración Normal (S.P.T.) en los suelos arenosos y se han extraído muestras inalteradas en los arcillosos. En los tramos en roca en los que no ha sido posible la hinca del aparato tomamuestras, se han parafinado fragmentos de testigo representativos para la realización de ensayos de laboratorio y para su revisión en nuestras oficinas. Todo el trabajo de campo se ha realizado bajo la supervisión continua y directa de un geólogo de JOLSA. Todos los puntos investigados han sido replanteados topográficamente en campo. En la siguiente Tabla se pueden ver las coordenadas topográficas de los sondeos (S-) y las calicatas (C-), así como la profundidad investigada en cada punto.

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COORDENADAS GEOGRÁFICAS PROSPECCIÓN

X

Y

Z

LONGITUD INVESTIGADA (m)

S-603-1

684.322,7

4.160.547,9

+41,5

10,70

S-603-2

684.341,9

4.160.551,9

+41,4

12,0

S-603-3

684.400,0

4.160.563,2

+41,0

12,0

S-603-4

684.308,3

4.160.519,2

+45,0

14,0

S-603-5

684.343,1

4.160.522,6

+44,6

12,0

S-603-6

684.379,0

4.160.527,9

+44,0

12,4

S-603-7

684.402,0

4.160.531,2

+44,1

12,0

S-603-8

684.452,6

4.160.540,5

+44,5

14,0

S-603-9

684.444,2

4.160.577,3

+41,3

11,80

C-603-1

684.293,9

4.160.543,8

+41,6

3,80

C-603-2

684.357,9

4.160.555,3

+41,1

1,80

C-603-3

684.386,2

4.160.560,2

+41,0

0,9

C-603-4

684.294,2

4.160.530,4

+44,1

0,7

C-603-5

684.321,4

4.160.534,6

+43,9

0,50

C-603-6

684.360,1

4.160.540,6

+43,2

2,0

C-603-7

684.393,0

4.160.545,6

+43,2

1,20

C-603-8

684.334,1

4.160.522,7

+44,8

1,20

C-603-9

684.361,9

4.160.525,0

+44,2

0,40

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

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Los registros de los sondeos perforados para el presente Estudio se presentan en las Láminas 4A a 4P y los de las calicatas en las Láminas 5A a 5H. En las Láminas 6A a 6D se presentan unas claves con los símbolos y terminología empleados en los registros. En las Láminas 7A a 7H se incluyen unas fotografías de las cajas de testigo. Asimismo, durante el estudio previo realizado por EUROCONSULT, en las proximidades del emplazamiento de la terraza se perforaron los sondeos S-23 y S-30. En el Apéndice I se pueden ver reproducidos sus registros. Para investigar las condiciones de resistividad del terreno, se ha realizado un sondeo eléctrico vertical (R-603/1) en una zona intermedia de la parcela; su situación puede verse en las Láminas 2A y 2B. En el Apéndice II se puede ver el informe correspondiente a este ensayo en el que se detalla el procedimiento empleado y los resultados obtenidos; estos resultados también se comentan en un apartado posterior. En los niveles arcillosos se han realizado en campo ensayos de resistencia al corte “no drenada” con el aparato TORVANE; asimismo, sobre muestras representativas de los niveles rocosos se han efectuado ensayos de resistencia a la compresión simple. Asimismo, se han realizado ensayos de identificación, proctor modificado, C.B.R., etc. para determinar el aprovechamiento de los materiales en la ejecución de rellenos compactados.

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Los resultados de los ensayos pueden verse en los registros de los sondeos, en correspondencia con las muestras ensayadas; en el Apéndice III se presentan los expedientes de los ensayos efectuados.

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4. CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO

El emplazamiento estudiado se encuentra en las estribaciones de la Sierra de la Fausilla; se trata de una zona aterrazada en bancales agrícolas subhorizontales, entre las cotas topográficas aproximadas +39,5 metros la inferior y +48,0 la superior. Respecto de la cota de la plataforma prevista en Proyecto (+40,0 metros) únicamente será necesario rellenar una pequeña zona en el límite Norte de la Unidad; en el resto, se excavará entre aproximadamente uno o dos metros en la mitad Norte y hasta unos siete a ocho en la Sur. A partir de las condiciones del subsuelo detectadas en los puntos investigados, se han preparado tres Cortes del Terreno que se presentan, junto con las leyendas litológicas explicativas, en las Láminas 3A a 3C. Su situación en planta puede verse en las Láminas 2A y 2B. La parcela se encuentra recubierta por suelos cuaternarios de espesor variable; en la mitad Oeste o Suroeste, este espesor es muy reducido; actualmente, en esta zona,

así como en viales existentes próximos al Sur de la Unidad, se

observan afloramientos del substrato rocoso. En el resto, el espesor de suelos aumenta progresivamente en dirección Este y Noreste hasta valores máximos de unos diez metros en el emplazamiento de la subestación.

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Predominantemente se trata de suelos granulares constituidos por arena y grava con apreciable contenido de finos. En general, los niveles de grava se encuentra muy cementados dando lugar a costras

conglomeráticas

de

espesor

métrico;

estos

materiales

tienen

características de roca dura. En la siguiente Tabla se resumen los valores de la resistencia a compresión simple obtenidos en dos ensayos efectuados:

S-603/3

PROF. MUESTRA 3,60-3,80

CONGLOM.

RESISTENCIA A COMPRESIÓN SIMPLE (Kg/cm2) 225,4

S-603/3

4,30-4,50

CONGLOM.

361,1

SONDEO

El

substrato

rocoso

LITOLOGÍA

subyacente

presenta

una

importante

complejidad

litológica, característica del marco geológico general de la zona, perteneciente a las estribaciones de la Cordillera Bética, muy tectonizada. El resultado es una litología variable, constituida principalmente por caliza con niveles de dolomía, meteorizados2 grado II o II-III. En general se trata de roca poco fracturada, con valores de R.Q.D. 3 predominantemente superiores a 75.

2 Ver Lámina 6D “Escala de Meteorización de la Roca”. 3 R.Q.D. (Rock Quality Designation) Índice de calidad de la roca que se obtiene como la relación entre la suma de fragmentos de testigo de longitud superior a 10 cm y la longitud total perforada en una maniobra del sondeo.

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También se han detectado niveles brechoides (denominados brechas calcáreas en los registros de los sondeos), que corresponden a roca muy fracturada (R.Q.D. 0 - 60), probablemente asociada a zonas de falla. Debido a procesos de cementación posterior, esta roca se encuentra parcialmente cementada, conservando una estructura brechoide aunque con una cementación en algunas zonas importante. En la siguiente Tabla se pueden ver los valores de resistencia a compresión simple obtenidos en estas formaciones calcáreas; como se puede observar, estos valores se sitúan en torno a los 300 - 400 Kg/cm2 para los niveles de caliza. En los niveles de dolomía y en algunos de caliza, la resistencia aumenta hasta 600 - 700 Kg/cm2.

S-603/1

PROF. MUESTRA 3,00-3,30

CALIZA

RESISTENCIA A COMPRESIÓN SIMPLE (Kg/cm2) 783,4

S-603/1

4,20-4,50

CALIZA

359,0

S-603/1

5,00-5,20

CALIZA

379,4

S-603/1

5,60-5,80

CALIZA

287,6

S-603/1

6,10-6,30

CALIZA

205,0

S-603/2

4,66-4,80

CALIZA

664,0

S-603/2

6,20-6,40

CALIZA

282,5

S-603/7

7,50-7,70

CALIZA

510,0

S-603/9

6,60-6,90

DOLOMÍA

778,3

S-603/4

5,50-6,00

265,2

S-603/4

6,60-6,80

BRECHA CALCÁREA BRECHA CALCÁREA

SONDEO

LITOLOGÍA

298,9

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A efectos prácticos, estos niveles de dolomía muy dura suponen un porcentaje relativamente reducido dentro del conjunto calcáreo; en este sentido, se puede indicar que los elementos de corte empleados durante la perforación de los sondeos han sido la “corona de widia”; no ha sido necesario el empleo de “corona de diamante” habitual para rocas de alta resistencia. Alternando de forma muy irregular con los materiales calcáreos, se encuentran niveles de marga; al contrario que las anteriores, esta litología presentan características de roca “blanda” fácilmente excavables. A partir del reconocimiento realizado, en las Láminas 2A y 2B se han representado las condiciones del terreno previsibles a la cota de explanación +40,0 metros; como se puede observar, la Unidad se ha dividido con una línea aproximadamente diagonal que separa dos zonas: la situada más al Norte presenta un recubrimiento de suelos importante, constituidos por costra conglomerática y algunos niveles de suelos sin cementar. En la mitad Sur, el substrato rocoso, predominantemente calcáreo, se encontrará aflorando a la cota +40,0 m. Durante la realización del Estudio previo de EUROCONSULT se constató la presencia de una pequeña cavidad asociada a los niveles de conglomerado cuaternario. Hay que indicar, que durante la ejecución del presente Estudio, únicamente se han observado niveles de karstificación de espesor milimétrico, característicos de cualquier formación calcárea.

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No se han localizado cavidades de espesores apreciables. De todas formas, es razonable prever un reconocimiento geofísico del fondo de la terraza una vez finalice el movimiento de tierras previsto. No se ha detectado presencia de agua en toda la profundidad investigada. Finalmente, indicar la presencia de un pozo de agua en las inmediaciones de la Unidad que abastece la actual Refinería. Se trata de antigua galería excavada manualmente, que penetra en rampa una profundidad de unos 10 – 15 metros bajo la superficie topográfica hasta una amplia sala desde la que antiguamente se bombeaba el agua. A partir de informaciones verbales recibidas, no parece que el trazado de esta galería afecte las nuevas Unidades; sin embargo, este aspecto deberá ser comprobado,

para

lo

cual

se

recomienda

efectuar

un

levantamiento

topográfico del interior y compararlo con las cotas de urbanización previstas.

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5. SISMICIDAD

De acuerdo con la Norma de Construcción Sismorresistente NCSE-02, el riesgo sísmico se define por medio del siguiente Mapa de Peligrosidad Sísmica.

Zona de Estudio

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En el mapa se puede ver reflejada la distribución de la aceleración sísmica básica (ab), con relación al valor de la gravedad (g), y el coeficiente de contribución K, que tiene en cuenta la influencia de los distintos tipos de terremotos esperados en la peligrosidad sísmica de cada punto. Según esta Norma, en el término municipal de Cartagena, estudiado el valor de ab es de 0,07g. El coeficiente de contribución (K) es constante e igual a 1,0. Para la estimación de la aceleración de cálculo es necesario un parámetro que la Norma define como Coeficiente del Terreno (C). Este valor tiene en cuenta las condiciones del terreno en los treinta primeros metros bajo la superficie. El emplazamiento de las Unidades 603/629 y la Subestación nº 19 está constituido por formaciones rocosas (tanto del propio substrato como los suelos cuaternarios muy cementados) con intercalaciones de suelos granulares sin cementar o niveles con características de rocas blandas (margas). A efectos prácticos, se recomienda considerar un único valor de C=1,10.

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6. CONCLUSIONES 6.1. CONDICIONES DE EXCAVABILIDAD

En base a la topografía actual reflejada en la planta taquimétrica disponible, se ha realizado una estimación de los volúmenes de excavación previstos en el área ocupada por las Unidades 603/629 y por la Subestación nº 19. Según las condiciones del terreno detectadas, el espesor medio de suelo superficial sobre los niveles de roca, es del orden de 1,0 a 1,5 metros; el espesor real varía entre máximos de tres a cuatro metros, en la calicata C-603/2 y en el sondeo S-603/7, y mínimos en los que el substrato se encuentra aflorando. Este nivel superior de suelo, así como algunos pequeños niveles no cementados intercalados entre la costra conglomerática, podrán ser excavados con maquinaria convencional tipo retroexcavadora potente. Por debajo de este nivel superior se encuentra el substrato rocoso en la mitad Suroeste de la parcela (ver Láminas 2A y 2B) y los niveles de costra conglomerática cementada hacia el Norte. Como se ha indicado en el anterior apartado, los valores de resistencia a compresión simple obtenidos en su mayor parte se encuentran en un rango entre unos 250 y 350 Kg/cm2.

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Los estratos de dolomía, y algunos niveles de caliza, este valor asciende hasta 500 a 700 Kg/cm2. Para la excavación de estos niveles deberá preverse de forma prácticamente sistemática el empleo de martillo neumático o explosivos. Los niveles de dolomía y caliza especialmente dura estimamos que se encuentran localizados y supondrán un volumen de excavación relativamente reducido. En estas condiciones, son de esperar rendimientos medios normales de los equipos de excavación que se empleen. En resumen, en el emplazamiento de la Unidad y de la Subestación nº 19 del orden de un 35% de excavación prevista se podrá realizar con medios mecánicos convencionales y aproximadamente en el 65% restante será necesario el empleo prácticamente sistemático de martillo o explosivos. Los porcentajes indicados se han estimado entre la cota del terreno actual y la cota +40,0 metros de urbanización. Las excavaciones previstas para los cajeados de las cimentaciones en su mayor parte afectarán a los niveles rocosos, por lo que deberá preverse el empleo de martillo neumático. El cajeado del pavimento también se excavará mayoritariamente en roca; en la zona situada al Norte de la línea de separación que se indica en las Láminas 2A y 2B localmente este cajeado se podrá realizar con retroexcavadora.

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6.2.

TALUDES

DE

EXCAVACIÓN

Y

APROVECHAMIENTO

DE

LOS

MATERIALES

Las alturas máximas de excavación en el límite Norte de la Unidad se estiman en unos siete a ocho metros. Como taludes de excavación se pueden mantener los previstos en el estudio de EUROCONSULT, 2(V)/1(H), ataluzando los niveles superiores de suelos hasta el 3(H)/2(V). A efectos prácticos, se puede prever el metro y medio superior con la inclinación 3(H)/2(V) y por debajo con un talud 2(V)/1(H). En las proximidades del emplazamiento de la Subestación es probable que el espesor de suelos sea superior al indicado. En obra se deberá realizar un seguimiento de las condiciones del terreno que permitan, en caso necesario, reperfilar localmente los taludes inicialmente previstos. Con excepción del suelo vegetal, de unos 30 centímetros de espesor medio, el resto de materiales que se excaven se podrán utilizar en la ejecución de rellenos compactados de calidad. Los niveles superiores de suelos se podrán emplear en la construcción de terraplenes. Se han efectuado tres series de ensayos de identificación, expansividad Lambe, proctor modificado, C.B.R., etc. En la página siguiente pueden verse los resultados obtenidos.

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Como se puede observar, se trata de "suelos tolerables" según los criterios del PG-3, aptos para la ejecución de rellenos estructurlaes de calidad. La mayor parte de rellenos previstos en las diferentes terrazas, presentan un espesor relativamente reducido; asimismo, en estos rellenos estructurales posteriormente será necesario excavar los cajeados de los equipos. Los niveles de roca se pueden emplear en la ejecución de rellenos tipo todo-uno, siempre que su tamaño máximo no supere los 30 cm. Convenientemente

tratados,

los

niveles

de

caliza

y dolomía pueden

proporcionar áridos de calidad para la fabricación de hormigones. Se ha preparado un Informe específico relativo al aprovechamiento de los materiales y las condiciones de excavabilidad de la nueva refinería, considerando todo el conjunto de nuevas terrazas previstas en el Proyecto C10. En este Informe se describen con mayor detalle las características del terreno

detectado

aprovechamiento.

y

se

proponen

recomendaciones

para

su

mejor

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C-603/1 M-1 0,80

C-603/2 M-1 1,00

LIMOLITA CON ARENA

ARCILLA LIMOSA

ML 15,13 25 100 100 88

81 71,5

31

26 5

CL 11,89 40 100

2

83

76 61,3

25

15 10 0,66

0,083 520

3

0,17

79

40

33 26,1

35

18 17 0,45 0,10 0,154 950

2

0,14

GRAVA CON C-603/8 M-1 0,80

BASTANTE ARCILLA

GC

7,2

80

83

NO CRÍTICO

NO CRÍTICO

HINCHAMIENTO (%)

100 % P.M.

HINCHAMIENTO (%)

98% P.M.

HINCHAMIENTO (%)

ÍNDICE C.B.R.

95 % P.M.

HUMEDAD OPTIMA (%)

MODIFICADO

DENSIDAD MÁXIMA (gr/cm3)

PROCTOR

LAMBE

CLASIFICACIÓN

EXPANSIVIDAD

ÍNDICE DE HINCHAMIENTO (kg/cm2)

(ml/kg)

ACIDEZ BAUMANN-GULLY

SULFATOS (SO 42-) (mg/kg)

CONTENIDO DE YESOS (%)

WP I P

% SALES TOTALES SOLUBLES

WL

COMPONENTES ACCESORIOS

% MATERIA ORGÁNICA

TAMIZ 0,08 UNE

D (%)

TAMIZ 0,4 UNE

TAMIZADO (%)

TAMIZ 2 UNE

PLASTICIDA

TAMIZ 40 UNE

GRANULOMETRIA POR

TAMIZ 60 UNE

DIÁMETRO MÁXIMO (mm)

CONT. DE HUMEDAD (%)

CLASIFICACIÓN DE CASAGRANDE

LITOLOGÍA

PROFUNDIDAD (m)

TIPO DE MUESTRA

SONDEOS / CALICATAS

ENSAYOS DE IDENTIFICACIÓN

1,81

16,14

8,4 0,94 9,1 0,89 9,7 0,45

1,96

11,5

5,3 0,57 16,8 0,87 26,0 0,61

2,02

9,37

4,6 1,01 8,2 1,06 10,7 0,71

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6.3. CONDICIONES DE CIMENTACIÓN UNIDADES 603/929 6.3.1. GENERAL

Los equipos previstos en las Unidades 603 y 629 se pueden cimentar superficialmente mediante zapatas apoyadas en el substrato rocoso o sobre los niveles de costra conglomerática detectados. A efectos prácticos, se pueden considerar ambos casos como cimentación en roca. Como ya se ha indicado el rango de valores obtenidos en los ensayos de compresión simple es bastante amplio, entre 200 y 700 Kg/cm2. A efectos de determinar la presión admisible de cimentación, se ha considerado como valor representativo, el mínimo de 200 Kg/cm2. A partir de este valor, la presión admisible de cimentación se puede estimar por diferentes métodos. El nuevo Código Técnico de la Edificación (CTE) propone la siguiente formulación: qadm=Ksp x qu Siendo: qadm: presión admisible (con un factor de seguridad de tres incluido) qu: resistencia a compresión simple de la roca sana

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3+

s B

K sp= a 10 1+300 s s: espaciamiento entre discontinuidades s ≈0,5 m B: anchura cimiento; se ha considerado B=2,0 m a:

apertura

de

las

discontinuidades

del

macizo;

se

han

considerado discontinuidades prácticamente cerradas (a=0,1 cm) en estas condiciones, asumiendo un valor de resistencia a compresión simple de 200 Kg/cm2 se obtiene una carga admisible de cimentación de: qadm >10,0 Kg/cm2 A efectos prácticos, se recomienda adoptar una presión de cimentación de 5,0 Kg/cm2; este valor se puede incrementar en un 30% para las hipótesis más desfavorables del cálculo, como viento, sismo, etc. Las zapatas deberán apoyar claramente en roca; en este sentido no se puede descartar que localmente sea necesario realizar alguna sobreexcavación respecto de la cota estructural de cimentación, aunque se estima que estas sobreexcavaciones serían locales y en ningún caso superiores a uno o dos metros. Los asientos que se producirán serán prácticamente despreciables, inferiores a un centímetro.

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En las condiciones descritas, como coeficiente de rozamiento hormigón terreno se puede adoptar un valor de 0,65. Para el diseño de las losas, se puede considerar un módulo de balasto vertical superior a 150 Kg/cm3 para las dimensiones de la placa de 30 x 30 centímetros. A continuación se comentan las condiciones de cimentación de los principales equipos previstos, desde el punto de vista geotécnico, así como las condiciones del terreno para el apoyo de los pilares del rack. Como se puede observar, las condiciones de apoyo son en todos los casos muy

similares.

A

efectos

de

diseño,

se

pueden

considerar

las

recomendaciones y parámetros de cálculo indicados en el anterior apartado 6.3.1.

6.3.2. STABILIZER 603C-008

El equipo transmitirá una carga 4 máxima en prueba hidráulica de unas 345,0 Toneladas e irá cimentado sobre una base octogonal de unos 50 metros cuadrados de superficie. La carga unitaria que resulta es reducida, del orden de 7,0 Tn/m2 .

4

Las cargas han sido facilitadas por la Ingeniería (TR); las dimensiones de las cimentaciones

se han deducido de las plantas disponibles y son aproximadas.

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Se ha perforado el sondeo S-603/1; el substrato rocoso (caliza) se ha detectado a cota de urbanización (+40,0 m). La cimentación quedará empotrada en roca.

6.3.3. DESISOHEXANIZADORA 603C-011

El peso máximo en prueba hidráulica que se nos ha indicado será de unos 650 Toneladas; la cimentación, también octogonal, ocupará una superficie de unos 75 metros cuadrados, resultando una carga media de unas 9,0 Tn/m2, claramente por debajo de la carga admisible de cimentación el terreno. El substrato rocoso se ha detectado a la cota +37,5 metros (S-603/2), es decir, aproximadamente a la cota de cimentación prevista. Teniendo en cuenta la carga indicada anteriormente (9,0 Tn/m2) la zapata se podrá apoyar a la cota que resulte estructuralmente; realmente, no sería necesario alcanzar el substrato rocoso que, en cualquier caso, se encontraría prácticamente a la misma cota.

6.3.4. HORNO DE CARGA AL REACTOR 629F-001

Desconocemos la carga que transmitirá el horno, que se apoyará sobre una losa de unos 60 metros cuadrados de superficie.

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En el sondeo S-603/3, perforado en el emplazamiento, a un metro de profundidad se encuentra un nivel de costra conglomerática cementada de unos cuatro metros de potencia; por debajo se encuentra el substrato predominantemente margoso. La losa quedará empotrada en el nivel superior de costra conglomerática con características de roca dura; se dispone de dos ensayos de compresión simple en los que se han obtenido valores de 225 y 360 Kg/cm2. La losa se podrá apoyar a la profundidad mínima requerida estructuralmente.

6.3.5. CAMBIADORES Y CALENTADOR DE CARGA 603E-002, 003, 004 y 005

Según las condiciones del sondeo S-603/4, el substrato se encuentra por debajo de un nivel de suelos de unos dos metros de potencia; hasta unos cuatro metros de profundidad, se ha identificado marga arcillosa dura; por debajo, y en toda la profundidad investigada, caliza y dolomía La cota de cimentación estimada (≈+37,5 m) se encuentra a unos siete metros y medio de profundidad respecto de la boca de sondeo; este nivel se encuentra claramente en la formación rocosa de caliza y dolomía. Las cimentaciones se podrán empotrar la profundidad mínima requerida estructuralmente.

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6.3.6. COMPRESORES 603K-001 A/B y 629 K-001 A/B

Se dispone de los sondeos S-603/5 y S-603/6; en ambos, el substrato rocoso se encuentra a menos de un metro de profundidad. En el S-603/5, está constituido por niveles de caliza y dolomía con una intercalación de marga calcárea entre unos cinco y seis metros. En el S-603/6, hasta unos seis metros el substrato es similar al anterior, alternancia de caliza y dolomía con algún nivel margoso. Por debajo, y hasta los 12,0 metros investigados, se trata predominantemente de marga de color marrón con intercalaciones centimétricas de caliza o dolomía. A efectos prácticos, se puede considerar que las bancadas de los compresores quedarán empotrada en roca. Como módulo de balasto vertical, para el diseño de la losa se puede adoptar un valor del orden de 100 Kg/cm3 para las dimensiones de la placa de 30 x 30 centímetros.

6.3.7. PIPE-RACK

Se ha previsto un pipe-rack de unos 120 metros de longitud, constituido por 22 pórticos separados seis metros; la separación entre pilares de un mismo pórtico será de unos nueve metros y la carga por pilar de 200 Toneladas.

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Como se puede observar en la Lámina 2B, aproximadamente los 14 pórticos situados en la mitad Oeste quedarán emplazados directamente sobre el substrato rocoso. En el resto, a la cota de apoyo prevista (∼+37,5 m) las zapatas quedarán empotradas en el substrato rocoso o en la costra conglomerática cementada. Se puede considerar que todos los pilares quedarán situados sobre materiales con características de roca.

6.4. CONDICIONES DE CIMENTACIÓN SUBESTACIÓN Nº 19

Al Este de la Unidad 629 se ha previsto la construcción de la Subestación nº 19, que ocupará una superficie de unos 50 x 45 metros aproximadamente. Se trata de una estructura reticular constituida por pilares distribuidos según una malla de unos 8,0 x 5,0 metros aproximadamente. La carga máxima por pilar será de unas 240 Toneladas. En el emplazamiento se han perforado los sondeos S-603/8 y S-603/9; asimismo, en las proximidades se dispone de los sondeos S-603/7 S-603/3 y S-30 (EUROCONSULT). En todos los puntos se ha podido comprobar que el terreno está constituido por

suelos

cuaternarios

de

entre

cinco

y

diez

metros

de

espesor.

Superficialmente se encuentra un nivel de suelos granulares sin cementar de

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uno a un metro y medio de potencia; por debajo predomina la costra conglomerática cementada, con características de roca dura. En el sondeo S-603/8, por debajo de la cota de urbanización (+40,0 m) se detectó un nivel de suelos de 1,50 metros de potencia; a continuación, de nuevo costra conglomerática cementada. En el S-603/9, bajo cota +40,0 metros se ha detectado un nivel de costra de unos tres metros de potencia, a continuación, de nuevo se han detectado suelos granulares sin cementar. En ambos sondeos, por debajo de la cota +35,0 a +36,0 metros se encuentra el substrato rocoso. La Subestación se podrá cimentar superficialmente mediante zapatas apoyadas en los niveles de costra conglomerática con intercalaciones de suelos sin cementar. En estas condiciones, se ha estimado razonable calcular la presión de cimentación considerando el terreno como un suelo granular denso. La carga de hundimiento se ha estimado a partir de la siguiente expresión general propuesta por Terzaghi: q h = c N c + γ D N q + 0 , 5γ B N γ donde,

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-

qh: carga de hundimiento.

-

c: cohesión de terreno .

-

Nc, Nq, Nγ: factores de capacidad de carga que dependen de las características del terreno.

-

B: anchura de la cimentación.

-

γ: densidad del terreno.

-

D: profundidad de cimentación.

En el cálculo se han asumido los siguientes parámetros del terreno: Densidad (γ): 2,0 Tn/m3 Cohesión (Cu): 0 Tn/m2 Fricción (φ): 37º Nγ = 47 En el cálculo no se ha tenido en cuenta el efecto del empotramiento de la zapata. En estas condiciones, la carga de hundimiento que se obtiene para zapatas de dos metros de lado es de: qh ≈ 95,0 Tn/m2 Aplicando un coeficiente de seguridad de tres, resulta una carga admisible de: qadm ≈ 3,0 Kg/cm2

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este valor se puede incrementar en un 30% para las hipótesis más desfavorables del cálculo. Los asientos que se producirán para las cargas indicadas, serán muy reducidos, inferiores a dos centímetros; estos asientos serán de tipo elástico y tendrán lugar de forma prácticamente instantánea.

6.5. OTRAS CONSIDERACIONES

Se ha efectuado un sondeo eléctrico vertical (SEV) en la zona central de la Unidad. El SEV se ha realizado con una apertura de alas de 30 metros a ambos lados. En la siguiente tabla se resumen los valores de resistividad obtenidos; en el Apéndice II se puede ver más detallado el estudio geofísico efectuado. Profundidad (m) 0 –1,0 1,0 – 1,5 1,5 – 5,0 5,0 – 10,0 10,0

Resistividad (Ohm.m) 74 472 75 253 125

La naturaleza muy cambiante del terreno en esta zona ha dificultado la interpretación de los resultados. Los valores obtenidos pueden interpretarse

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como

valores

promedio

de

las

diferentes

litologías

afectadas

en

la

prospección. Finalmente, indicar que en ninguno de los puntos investigados se ha detectado presencia de cavidades significativas; de todas formas, es conveniente prever una campaña adicional de auscultaciones por métodos geofísicos, una vez realizado el movimiento de tierras y alcanzado la cota de explanación.

__________

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Se adjuntan las siguientes Láminas que completan el presente Informe. Lámina Láminas Láminas Láminas Láminas Lámina

1 2A 3A 4A 5A 6A

Lámina Lámina

6B 6C

-

Lámina Láminas

6D 7A a 7H

-

APÉNDICE

I

-

APÉNDICE APÉNDICE

II III

y a a a

2B 3C 4P 5H

-

Plano General. Plantas de Situación. Cortes del Terreno. Registros de Sondeos. Registros de Calicatas. Clave empleada en la Descripción de Suelos. Clave de Registro de Sondeos. Sistema Unificado de Clasificación de Suelos. Escala de Meteorización de la Roca. Fotografías.

Registros de sondeos de EUROCONSULT. Estudio Geofísico. Expedientes de ensayos de Laboratorio. ____________

Atentamente JOLSA

Fco. Javier Oliden Jiménez Ingeniero de Caminos, C. y P. Barcelona, 11 de octubre de 2007 FJO/JL/ac. 094-059 Informe Isomerización

José Luis López Geólogo Snr.

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APÉNDICE I REGISTRO SONDEO DE EUROCONSULT

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APÉNDICE II ESTUDIO GEOFÍSICO

CESC GAVILÁN - GEOFÍSICA

RECONOCIMIENTO ELÉCTRICO POR SONDEOS DE RESISTIVIDAD EN LAS INSTALACIONES DE REPSOL PETRÓLEO S.A. C.I. CARTAGENA PARA EL PROYECTO C-10 ISOMERIZACÓN (U603), NAFTA LIGERA (U629) Y SUBESTACIÓN nº 19

junio de 2007 FRANCESC GAVILÁN SANZ Geofísico-Hidrogeólogo Telef. / fax (93) 848.47.38 Santa Maria de Palautordera Barcelona Email: [email protected]

ÍNDICE RECONOCIMIENTO POR SONDEOS ELÉCTRICOS DE RESISTIVIDAD Para el Para el Proyecto C-10 (R-603-1 SUBESTACIÓN Nº 19) en elC.I. de REPSOL PETRÓLEO S.A. CARTAGENA

Página A-1.

INTRODUCCIÓN

3

A-2.

OBJETIVOS DEL RECONOCIMIENTO

3

A-3.

ÁREA DE ESTUDIO

4

A-4.

METODOLOGÍA EMPLEADA Y MEDIDAS REALIZADAS

4

A-4.1. PLANTEAMIENTO DEL RECONOCIMIENTO

4

A-4.2. METODOLOGÍA

5

RESULTADOS OBTENIDOS

6

SONDEO DE RESISTIVIDAD. R-603-1 SUBESTACIÓN Nº 19 Proyecto C-10

6

CONCLUSIONES DEL RECONOCIMIENTO ELÉCTRICO

7

A-5.

A-6.

ANEJOS

Interpretación de los registros :

8

Figuras 1 y 2

2

A-1. INTRODUCCIÓN Según propuesta de JOLSA Javier Oliden, S.A., durante los días 29 y 30 de mayo de 2007 se realizaron los trabajos de reconocimiento eléctrico del terreno para el proyecto C-10 en el emplazamiento de la futura unidad de isomerización y subestación nº 19 de la planta de REPSOL PETRÓLEO en Cartagena. Los objetivos del trabajo, así como el área a prospectar, han sido establecidas por el geólogo de JOLSA, Sr. José Luis López. En el presente anejo se presentan los datos obtenidos y se resumen los resultados de su valoración y las conclusiones que de la misma se derivan.

A-2. OBJETIVOS DEL TRABAJO. Se trata de obtener información de la resistividad del terreno en el sector correspondiente a la ubicación de nuevos equipos. El sector estudiado corresponde a las Unidades 603/629 y Subestación nº 1; su situación en planta se puede ver en lasláminas del Informe. Los datos se utilizaran para el estudio de las tomas de tierra de las instalaciones proyectadas. A-3. ÁREA DE ESTUDIO. El sector prospectado se localiza en los emplazamientos seleccionados por la dirección del proyecto. Los materiales sobre los que se ha desarrollado el reconocimiento están compuestos suelos, predominantemente granulares, sobre un substrato rocoso o de costras calcáreas. Así pues los horizontes eléctricos que se determinen corresponderán a estas agrupaciones de materiales naturales.

3

A-4. METODOLOGÍA EMPLEADA Y MEDIDAS REALIZADAS. A-4.1. Planteamiento del reconocimiento. Atendiendo a los requerimientos del estudio del suelo de los referidos tanques, la obtención de la resistividad de los horizontes superficiales, se obtendrá mediante la realización de sondeos eléctricos verticales. No ha habido limitaciones espaciales para emplear dispositivos de 60 m de AB (m); se ha se optado por la utilización del método Wenner de prospección eléctrica. La situación del sondeo de resistividad se representa en las Láminas 2A y 2B del Informe. 4-2. Metodología. El método consiste en la disposición de cuatro electrodos de acero en corriente continua. Se envía una corriente eléctrica al terreno mediante dos electrodos (A y B) midiendo la intensidad de corriente que pasa entre ellos y la caída de potencial entre los otros dos intermedios (M y N). Los electrodos están alineados y simétricos respecto del centro y en el presente método mantiene idénticas las tres distancias: AM = MN = NB de tal manera que si se mueven A y B, también hay que mover M y N. Para cada posición de los electrodos se obtiene el correspondiente valor de la resistividad aparente según: ρa = 2 π a ( ∆V / I )

4

WENNER 3a

A

N

M

a

A-5.

B

a

a

RESULTADOS OBTENIDOS.

SONDEO DE RESISTIVIDAD R-603-1 •

Nomenclatura: R-603-1

•

Situación: realizado en bancal. Representada en las Láminas 2A y 2B.

•

Dispositivo: Wenner con aberturas de a = 1, 2, 3, 5, 6,10, 15 y 20 m.

•

Observaciones: suelo irregular después de las operaciones de desbroce.

•

Resultados: los valores de la resistividad aparente obtenidos se han interpretado mediante programa automático. Se han interpretado 5 horizontes eléctricos hasta una profundidad de unos 25 m. Profundidad (m)

0 1.1 1.6 4.9 10

-

1.1 1.6 4.9 10

Resistividad (Ohm.m)

74 472 75 253 125

La interpretación gráfica se presenta en las figuras del final del anejo.

5

A.6.

CONCLUSIONES DEL RECONOCIMIENTO ELÉCTRICO

PRIMERA. Los resultados del reconocimiento eléctrico para la obtención de la resistividad de los horizontes superficiales realizado en el emplazamiento R603-1 SUBESTACIÓN Nº 19 del Proyecto C-10 de REPSOL PETRÓLEO S.A. C.I. de Cartagena arroja los siguientes valores: •

Sondeo de resistividad SR-1: Profundidad (m)

0 1.1 1.6 4.9 10

-

1.1 1.6 4.9 10

Resistividad (Ohm.m)

74 472 75 253 125

SEGUNDA Los resultados corroboran la variabilidad de las litologías atravesadas en los sondeos mecánicos de reconocimiento geotécnico, con cambios laterales tanto en los depósitos detrítico-carbonatados superficiales como en el caso del sustrato calcáreo-margoso. TERCERA La prospección geofísica permite la determinación de parámetros medios del área afectada por la perturbación provocada. La respuesta se refiere al comportamiento medio del subsuelo y puede incluir efectos estructurales, artificiales y de cambios laterales (como es el caso); en el presente reconocimiento se ha tenido muy en cuenta, añadiendo la óptima compensación de las lecturas realizadas.

Santa Maria de Palautordera junio de 2007 Fdo: Francesc Gavilán Geofísico-Hidrogeólogo

6

ANEJOS

Interpretación de los registros

7

8

9

10

JOLSA Ingenieros Consultores en Geotecnia

APÉNDICE III EXPEDIENTES ENSAYOS DE LABORATORIO