L MINISTERIO DE INDUSTRIA Y ENERGIASECRETARIA DE LA ENERGIAY RECURSOS MINERALES

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LINFORME SOBRE LA ESTABILIDAD DE UNA ESCOM

L BRERA DE ESTERILES EN EL BARRIO DE LA ACE

ÑAS GALDAMES (VIZCAYA)

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INSTITUTO GEOLOGICO Y MINERO DE ESPAÑA

INFORME SOBRE LA ESTABILIDAD DE UNA ESCOMBRERADE ESTERILES EN EL BARRIO DE LA ACEÑA, GALDAMES

............(VIZCAYA)

1. INTRODUCCION Y ANTECEDENTES

El presente Informe se redacta a solicitud del Distr ito Minero de Euskadi, Sección de Minas de Vizcaya y tiene por -objeto establecer las condiciones reales de estabilidad de unaantigua escombrera cuyos desprendimientos podrían llegar a afe ctar a algunas viviendas del barrio de La Aceña de la localidadde Galdames (Vizcaya).

La zona ha albergado diversas explotaciones mineras -desde finales del siglo pasado, aunque la mayoría de ellas es -tán actualmente abandonadas. La escombrera objeto de este info rme tiene más de cuarenta años y existen escombros a alturas en-tre 250 y 350 m por encima del nivel del valle. Es una típica -escombrera de ladera, en gran parte recubierta de vegetación e spontánea y cuyos taludes llegaron a ocupar la cabecera del denominado Arroyo de La Magdalena.

Con motivo de las fuertes lluvias caidas sobre el -País Vasco el 26 de agosto de 1983, las aguas recogidas en la -cabecera del barranco dieron lugar a caudales extraordinarios -

(estimables en más de 5 m3/seg),.los cuales erosionaron el -pie de la escombrera arrastrando aguas abajo un volumen importante de escombros en un recorrido superior a los 200 m, acompañándose el movimiento de un gran estruendo que provocó la -alarma entre los vecinos de La Aceña.

Como consecuencia de este hecho el Ayuntamiento deGaldames remitió a la Sección de Minas de Vizcaya un escritode fecha 6 de septiembre en el que denunciaba el peligro exi stente para el barrio de La Aceña, solicitando un estudio de -las condiciones de estabilidad de la escombrera y de un murode contención existente en la parte baja del barranco.

El Jefe de la Sección de Minas, D. Manuel Zurro, sepersonó en el lugar a los pocos días emitiendo un informe defecha 21 de septiembre de 1983, que se acompaña en Anejo, y -en el que concluía en la naturaleza superficial de los des -prendimientos y en que no existía peligro para las edificaciones de La Aceña. No obstante solicitaba del Instituto Geológico y Minero de España un informe más completo para poder ga -rantizar plenamente la ausencia de riesgo.

Esta solicitud fue trasladada al IGME por el Jefe -

del Distrito Minero de Euskadi en noviembre de 1983.

Por diversas razones el IGME no pudo atender esta -solicitud hasta primeros de septiembre de 1984, en cuya fechapersonal especializado giró una visita a la zona en compañíadel Jefe de la Sección de Minas de Vizcaya. Las conclusiones

de esta visita se recogen en el presente informe.

2. OBSERVACIONES IN SITU

El descenso de escombros por el Barranco de La Magdalena debió remontarse a los primeros vertidos en la cabecera -del mismo dando lugar a la construcción de un importante murode retención a unos 100 m aguas arriba del barrio de La Aceña.La fecha exacta de construcción de este muro no se sabe con -certeza pero tuvo lugar entre 1906'y 1910, ya que no aparece -en el plano de labores de la mina "Rita y Adelaida " de noviem-bre de 1904 y sí se recoge en el de 1910 ( fig. 1).

Este muro , de mampostería bien labrada y sección es-calonada , corresponde a los diseños de la época de algunas presas de embalse , si bien es evidente que su misión en este casono era é sta, ya que en su base existe una galería de drenaje -que permite el paso de los caudales normales del arroyo. El muro tiene unos 12 m de altura y posee una ligera curvatura en -planta.

Por la presentación que aparece en los planos de la-bores y algunas surgencias a distintas alturas del mismo, cabesuponer que se adosó al muro por el paramento de aguas arriba,una cuña de escollera que además de mejorar su estabilidad, -servía de filtro y absorbía los eventuales impactos de piedrasrodadas . Es probable también que dicha cuña permitiera disponerde una plataforma de trabajo más cómoda según iba ascendiendo

MURO DE CONTENCION

ANTIGUO CAMINODESVIADO SOBREEL MURO

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FERROCARRILMINERO

E=1/1.000

FIG. 1.- PLANTA GENERAL SEGUN LOS PLANOSDE LABORES.

la construcción del muro.

A lo largo de los años el cauce del arroyo se ha idocolmatando con los derrubios terrosos de las laderas y en me -nor proporción por escombros gruesos. Una sección aproximada -podría ser la que aparece en la Fig. 2.

La existencia de vegetación tras el muro y la presencia de escombros antiguos estabilizados a más de 100 m aguas -arriba (ver foto n2 2) parecen indicar que durante muchos años(o quizá nunca desde la construcción del muro) los escombros -no habían llegado a la altura del muro, hasta las últimas ria-das de 1983 en que una lengua de piedras llegó muy próxima al

- muro, en un ancho del tercio del mismo. Este manto de piedrasescasamente supera los 0,50 m de espesor en su parte final.

Inspeccionada la parte alta del barranco, se ha po -dido comprobar que la erosión ha creado una clara incisión enV en el cauce preexistente, recortando el pie de la escombrerasuperior en una longitud de unos 50 m y descargando los talu -des en alturas superiores a 15 m, quedando éstos con un taludde equilibrio de unos 402.

Los escombros son de naturaleza granular heterogéneadonde existen gravas y bolos de hasta 40 cm de diámetro en unamatriz fina que según los casos varía del 5 al 30%. Lógicamen-te esta fracción fina fue arrastrada con más facilidad por lasaguas quedando visibles principalmente los bolos más gruesos -lavados.

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lATERRAMIENTOSf

CAUCE ORIGINAL CUÑA DEESCOLLERA 30

FIG. 2.- PERFIL PROBABLE A LA ALTURA ESCALA 1 /200DEL MURO DE CONTENCION.

3. CONSIDERACIONES TEORICAS

El movimiento de escombros ladera abajo correspondea lo que en la literatura especializada se ha denominado "de-bris flow" o flujo de detritos. El primer caso estudiado científicamente fue el del pueblo suizo de Elm, en 1881, en el -cual se movilizaron unos 10 millones de metros cúbicos de ro-cas, causando la muerte de 115 personas. Posteriormente se -han producido flujos importantes de este tipo en Airolo, Flims,Wyoming, Huascarán, etc. Unas veces estos flujos son en secoy otras a raíz de grandes lluvias, deshielo, etc.

El comportamiento de masas granulares o bloques roc osos deslizando a altas velocidades por una pendiente dista mu-cho de estar resuelto en sus aspectos teóricos.

La teoría más antigua, elaborada por Heim (1932), -supone como simplificación que la masa de detritos desciende -en bloque, rozando en su base de apoyo sobre el terreno. Elloequivale a un coeficiente de rozamiento aparente

tga=HL

siendo H la altura descendida por el centro de gravedad de lamasa deslizante y L la distancia horizontal recorrida por el -mismo.

En nuestro caso ( fig. 3) esto llevarla a:

a = 120tg = 0,436 (a ^v 23,59)275

valor que resulta bastante elevado comparado con los correspondientes a flujos análogos.

Al ser el valor de tg a superior al de la pendientedel talud ( 0,357) el movimiento no habría sido posible de no -haber existido en cabecera una posibilidad de desprendimiento

-- transformando en velocidad la energía potencial almacenada enla escombrera , con una masa importante de escombros saturadosy con un talud de socavación superior a 402.

_ Posteriormente, Bagnold (1954) utilizó un modelo deesferas cayendo en flujo turbulento, con movimientos de dispe rsión distintos de la dirección general de la corriente. Otrasdiversas teorías ( Shreve, 1968; Hsü, 1975; Voellmy, 1965, etc.)incorporan el efecto del aire atrapado, la fragmentación, la -energía disipada en choques, etc.

Spencer ( 1982) ha propuesto un modelo de flujo rect ilineo de tipo gravitatorio y materiales colombianos. Sus solu-ciones, para un canal triangular de 1202 asimilable al cauce -del barranco , exigen una inclinación del talud de

tg a = 1,2 tg 4

para el flujo del material seco. Al ser 4 Z 302 y a ti 19,79, es

evidente que además de la acción gravitatoria hace falta un em-puje hidrodinámico para la movilización de los escombros. En -efecto sabemos que con flujo paralelo al talud el valor efecti-vo de tg 0 se reduce a la mitad, con. lo cual

tg alim = 1,2 . 1 tg 302 = 0,3462

alim = 19,1°

es decir, prácticamente el de. la ladera estudiada.

Recientemente Jeyapalan et al. ( 1983) han estudiado -los flujos de barro y detritos como fluidos de tipo Bingham.

Se ha aplicado este último modelo con aproximación satisfactoria al caso de Aberfan ( 1965 ) en el que una escombrerade carbón de 37 m de altura, saturada por manantiales cegados -por la misma , recorrió 600 m por una ladera de-122, con velocidades de unos .5 m/seg, hasta sepultar una escuela, produciendo120 víctimas.

En nuestro caso los escombros eran considerablementemás gruesos y la altura de la escombrera algo inferior , lo cualexplica el menor recorrido (unos 300 m). También ha existido -el favorable efecto de la curva existente en el barranco a unos100 m aguas arriba del muro de contención.

Una aproximación a la posible velocidad de los escom-bros puede deducirse de la hidráulica de canales. Para el flujo

de detritos podría estimarse un coeficiente de rugosidad de -Manning de n = 0,10 y una velocidad en régimen uniforme

V = 1 r 2/3 sí 12 / 3. 0,363 = 6 m/seg._ n 0,1

Sin embargo, en la parte inicial del movimiento la velocidad -pudo alcanzar la del régimen de caída libre, con valores del -orden

vmáx = 2-H = 2x = 19 m/seg

Una hipótesis razonable consistiría en admitir la -ley de velocidades del diagrama adjunto, con una duración apro

ximada del fenómeno de

t 50 + 150 +100=4+25+33V t ^��s ) 12>5 6 3

5o ,n►ao ti, = 62 seg.

►oo „�

Otra aproximación puede obtenerse a partir delcoefi-ciente de rozamiento cinético de los escombros. Un valor razo-nable para los escombros estudiados puede ser p = 0,3 (McSave-ney, 1978), con lo cual, la dinámica de la masa deslizante dauna velocidad inicial de

V 0 = 2sg (tg a-u cos a = 2 x 300 x 9,8 x (0,357-0,3) x 0,94 = 17,7 m/s

valor muy semejante al deducido de la condición de caída libre.

La deceleración provocada por el rozamiento sobre elterreno seria

2a = VO = 17'72 = 0,52 m/seg2

2s 2x300

y el tiempo empleado en el recorrido vendrá dado por

S = 300 = Vot - 1 at2 = 17,7t - 0,26 t22

es decir t = 36 seg.

Este valor se corresponde más aceptablemente con el testimoniode algunos testigos, al menos respecto a la duración del ruidode los escombros en su descenso.

Los sencillos cálculos anteriores permiten garantizarque nuevas inestabilidades en las escombreras no supondrán con-diciones más críticas que las ya conocidas pues la energía po -tencial de los escombros remanentes no permitirá transportes ca

_ paces de alcanzar , y mucho menos rebasar, el muro de contención.

Debemos suponer, además, que el coeficiente de rozamiento u de

la ladera ha aumentado a causa de los escombros depositados so-

bre ella.

( i i r I ( ( I ( ( ( ( ( f ( I I i ( I (

550-

500,LADERA ORIGINAL

4 50

400 ESCOMBRERAS

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s0E 1/5.000

FIG. 3 PERFIL LONGITUDINAL DE LA LADERA.

4. CONCLUSIONES

Las condiciones que acompañaron a la riada de 1983 -

son susceptibles de volverse a producir con cierta frecuencia -y sus efectos dependerán de las condiciones existentes en el -arroyo. De hecho el cauce natural habla sido ocupado en la cabecera por el terraplén de un camino y los taludes de diversas escombreras por lo cual el agua no hizo sino volver a recuperar -

el cauce que le había sido ocupado . Por esta razón una precau -

ción elemental puede ser dejar algunos caños en los terraplenes

que cruzan el arroyo.

Por otro lado es dificil que progrese la erosión de -

los actuales taludes de la escombrera tanto por estar paraliza-

da la actividad minera, como por haberse recortado éstos hasta

una geometría compatible con las necesidades hidráulicas del ba

rranco. No obstante debe contarse con una degradación lenta de

los mismos desde los estrictos taludes actuales (402-452) hasta

los taludes finales de equilibrio en torno a los 30-352. Esta -

degradación puede producir algunos derrubios de volumen insigni

ficante que serán repartidos por el cauce en lluvias sucesivas.

�. A nuestro juicio, de existir algún riesgo para el ba-

rrio de La Aceña , éste se derivaría de:

- Nuevos aludes de piedras que rebasaran el muro de -

contención.

- - Rotura de dicho muro bajo el empuje de los materiales acumulados en su trasdós o del agua embalsada

- si se obstruyeran los drenajes.

- Creemos que ambas situaciones son muy improbables porlas razones siguientes:

-- En primer lugar se ha visto que incluso en una riada excepcional como la de agosto de 1983, acompañada de una gran disponi

- bilidad de escombros en el cauce, las piedras escasamente hanllegado a aproximarse al muro, quedando desparramadas en el -

- cauce del arroyo por insuficiente fuerza de transporte de lasaguas y un talud natural del orden del de equilibrio de los -escombros con flujo paralelo al mismo. Incluso considerando -la ocupación actual del trasdós del muro por vegetación, es -

- combros y vertidos diversos, queda un espacio suficiente paraalmacenar tres o cuatro veces el volumen de piedras que ile -gó en la última riada. Lógicamente esta capacidad podría au -

- mentarse notablemente limpiando y extrayendo parte de los ma-teriales acumulados.

-- Por otro lado, la erosión ha limpiado el cauce del arroyo de

escombros y salvo que se reanudasen los vertidos o se produ -- jeran riadas aún mayores es muy difícil que se volvieran a mo

vilizar materiales gruesos en proporciones comparables a la -última ocasión, siendo más probable que en avenidas sucesivasbaje fundamentalmente agua y barro, por la escasa incidencia

- al pie del barranco.

En consecuencia, creemos que no existen riesgos parael Barrio de La Aceña y únicamente cabe recomendar restituir -las condiciones hidráulicas del arroyo , mantener operativos -los drenes del muro de contención y eventualmente descargar deescombros y limpiar el trasdós del mismo.

Madrid, 14 de noviembre de 1.984

EL AUTOR DEL INFORME

Fdo.: Francisco J. Ayala Carcedo

Ingeniero de Minas

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EL DIRECTOR DE AGUAS Y GEOTECNIA

Fdo.: Jorge Porras MartínDr. Ingeniero de Minas

ANEJO NQ 1

INFORME DE LA SECCION DE MINASDE VIZCAYA

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Industrw oto Enertro Sallo Deportarn.nto de Industrio y Enertiou. :adi'ko Meatze Barrutie , Distrito Minero de Euskadi- Bizkai ' ko Alda . Mazarredo, 6 Sección de Minas deMeatze -Ordezkaritza BILBO BILBAO- 1 VizcayaTfnos : 423 16 04

423 66 51 1 21 septiembre 1.983Ref. Exp . 30/83- MZA/JR

DWORKE sobre una escombrera de estériles sr. las proximidades delbarrio de La Aceña. del termino municipal de Galdames

El die: 9 de septiembre de 1.9E3 ha tenido entrada en esteSección de Minas un escrito del Ayuntamiento de Galdames , del dio 6anterior , en_el que clernmcia el peligro existente para el barrio deLa Aceña , por el corrimiento de una escombrera retenida por un muro,y solicita que por técnicos competentesw se haga un estudio de su es-tabilidad , teniendo en cuenta la falta de disponibilidad de técnicospor parte del Ayunternie nto y las* consecuencias que a la población po-drían ocasionarse si cI referido muro no soportara 1.a contención. Al-

- ternativaraente el Ayuntamiento solicita que se le c w rLiquen las medidaso gettionee qué por su parte ha de realizar,

Personado el Ingeniero que suscribe en el Ayuntamiento, pre-via citaci&n en cl íaisi7.o, fui gcompaf ado hasta el barrio de La Aceñapor el alguacil Don Venancio Llano el cu:.l nos explic t. las circurstaz-cías en que se produjo el corriniento ate la asco:brero y nos llebohasta el pie de la misma en el que se encuonrrr+ • pl m=o de contenciónantes dicho , y desde el que puede concemplarsc el corcimieito produ-cado .

Como resulted:► tse la información rca.ogidc y de la v-isitaefectuada resultas

1Q.- Que se trata de una escombrera de estériles procedentesde la explotación de las concesiones mineras de la zo-na. En el Ayuntamiento se nos manifestó su desconocí-miento sobre la procedencia de esos escombros , si bbier,se considera que el terreno es municipal . Por su situa-ción creemos está.sobre la concesión de explotación -TARDIA , nQ 418, y que el pie en el que se encuentra elmuro de contención está en la concesión de explotaciónr.STt'. Y ADELAIDA , nQ 348.

22 .- El imn-o de contención es de mampostería , vertical, enarco, de unos 40 metros de longitud , 12 de altura y2,5 de anchura en la coronación . En su paramento librese ve su disposición en escalones, de bermas muy estree

-2-

Indust ria eta Enerva Salo Departamento de Industria y Enertio11' uskadi ' ko %1eatze Barrutia Distrito Minero de EuskadiBizkai 'ko Alda. Nlazarredo , 6 Sección de Minas deMeatze -Ordezkaritza BILBO BILBAO- 1 Vizca aTfnos: 423 16 04 Exp . 30¡yf3423 66 51

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chas . Este muro parece que fui construido ,no para conten-ción de la escombrera , aunque pudo preverse que la escomabreca llegara a apoyarse directamente en él, sino paradetención de las piedras que en los vertidos pudieranrodar.

3º&--La base del muro se encuentra situada a una altura deunos 30 metros por encima del nivel del rio , que es elpunto mis bajo del barrio . El pie de la escombrera noapoya en il, en cuanto resulta del talud de la propiaescombrera , si bien el espacio entre ese pie y el ose encuentra relleno por escombros.

4Q.-Por debajo de la escombrera existe circulación de aguasDesccnocemos sí el agua ha buscado su propio camino osi se trata de un encauzamiento realizado previamente al-vertido de escombros , encauzamiento de las aguas que,según la información recogida entran por un sumideroexistente en la parte superior de. la propia escombreray, según se puede comprobar, vuelven a salir por la par-te inferior del ruso.

5Q.-Las fuertes lluvias que se produjeron el día 26 del pasado mes de agosto ,y que alcanzaron su mayor intensidad apartir de las ocho de la tarde, provocaron unas grandesavenidos en la ladern. del monte en la que se asienta elBarrio de La Acula scbre las nueve o nueve y media dela misma tarcics . Sin embargo fui posteriormente, ya enle r.Ieiirn;gac;ti (IrA. 'ir 27, cuando , sobre la una y mediase produjo otra tromba de ar.w y con ella el corrimien-to de la esccwbrara.

6Q.-Este corrimiento , según hemos podido apreciar en la v i-sita realiza fui exclusivamente superficial , es decirque no parece afectada la estabilidad de la escombrerapor movimiento de su bate. Las aguas el desbordar porencima de la escombrera , se concentraron principalmenteen la garganta que la propia escombrera forma con laladera N.0. de la vaguada en que esta ubicada, y hasido en esa gargantiaén la que ha arrastrado los materil

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Industrio eto Enerpo Salo Deportamento de Industrio y EnerpioE, .kadi ' ko Meatze Barrutia Distrito Minero de Euskadi

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les, sin que, como antes hemos indicado, estos materialeshayan llegado hasta :el muro de contención existente, antesmencionado.

Como resultado de todo lo anterior, teniendo en cuentaque aun en las condiciones extremas a que la escámbrera estuvvoso-metida durante el tiempo en que las aguas desbordaron por encimade ella , el corrimiento de escombro no Regó. a sobrepasar el murode contención , crees que , de volver a pr!oducLree otro desbor-damiento en la misma zona , no existe peligro para el referido Basarrio de Le Acef n.

L•.lo no obstante , teniendo en cuenta que las condicionesen que 1t escombrera puede haber quedado despude del corrimiento,no tanto por el movimiento de materiales superficiañ que en ellase aprecia , cc+mc por lo que puede heher sido afectado el cauce sub-cerránvo existente bajo ella , pueden resultar mas desfavorablesque las anteriormente existentes, pero sobre toda el hecho cíe laexistencia , a un nivel interior , cíe une ron^ hebi.trede, hoce queconeideremos necesario solicitar e'tuólc' e- irfc'rr.:e ¿-cl IrtttitutoGeológico y Minero de Espaia , a fin de poder garantizar plenamentela ausencia de riesgo.

Es cuanto debo intur r y proponer a V.I• sobre estparticular.

El Jefe de la ec de Minas deVtc ,

Mana Zurro martín

ANEJO N2 2

FOTOGRAFIAS