Fase de construcción

7.2 Fase de construcción

La fase de construcción de un depósito de seguridad es etapa crítica donde se implantan sistemas de aislamiento, drenaje e impermeabilización que garantizan funcionamiento correcto durante 30+ años de operación. A diferencia de vertederos de residuos urbanos con barreras de baja exigencia, un depósito de seguridad combina múltiples capas defensivas: preparación de base natural (compactación, nivelación), sistemas de drenaje basal, membranas de impermeabilización sintéticas, sistemas de drenaje de lixiviado, y sistemas de protección de taludes. Cada componente debe ejecutarse conforme a especificaciones técnicas rigurosas, con ensayos de control de calidad exhaustivos. Un defecto constructivo (ej., membrana HDPE rasgada, compactación deficiente) puede comprometer toda la integridad de la instalación, resultando en contaminación de acuíferos, costes de remediación multimillonarios, y responsabilidad penal del gestor.

En España, la construcción de depósitos de seguridad es realizada por contratistas especializados en obras de ingeniería ambiental, frecuentemente filiales de empresas europeas grandes (Soluciones Medioambientales Avanzadas, Ferrovial, ACS). Los procesos constructivos siguen normativa española (instrucciones de drenaje, Norma Básica de Edificación) adaptadas a especificaciones de Directiva 1999/31/CE. Comprenderemos fases de construcción, sistemas de impermeabilización, control de calidad, y casos de incumplimientos detectados en inspecciones españolas.

Preparación de sitio y movimientos de tierra

La primera fase es preparación topográfica del terreno: desbroce de vegetación, excavación selectiva para exponer estrato de arcilla natural (barrera geológica), y acopio de materiales de préstamo si es necesario relleno o material para drenaje. El terreno se excava hasta cotas de diseño, típicamente 10-30 metros de profundidad según topografía natural. Los taludes deben ser estables: pendiente máxima 1V:2.5H (1 metro de altura, 2.5 metros de base) para prevenir deslizamientos, verificado mediante análisis de estabilidad geotécnica (Factor de Seguridad >1,3 mínimo conforme a normativa).

Control de calidad en movimiento de tierras incluye: (1) verificación de estrato de arcilla mediante cata geotécnica (sondeo) en puntos control cada 2.000-5.000 m² de superficie; (2) ensayos de compactación in situ (densidad Proctor, permeabilidad) en puntos muestreo estratificados; (3) nivelación topográfica con tolerancia ±10 cm respecto a cotas de proyecto; (4) fotografía de base preparada antes de iniciar construcción de sistemas de drenaje. Un caso real en depósito de Cataluña (2015): durante control de calidad, se detectó que estrato de arcilla no alcanzaba espesor especificado de 8 metros en zona de 0,5 hectáreas; tras sondeo geotécnico confirmatorio, se excavó roca infrayacente y se rellenó con arcilla compactada de préstamo (volumen 4.000 m³), añadiendo costes de 120.000 euros adicionales pero garantizando cumplimiento de especificaciones.

Sistemas de drenaje basal e impermeabilización

El sistema de drenaje basal colecta lixiviado (agua contaminada que percola através residuos) permitiendo su extracción y tratamiento. Está constituido por: (1) capa de arcilla compactada de 1-2 metros (barrera geológica mejorada si necesario); (2) sistemas de drenaje: tubería HDPE perforada (diámetro 150-250 mm) dispuesta en red de malla con espaciamiento 20-40 metros, sobre lecho de grava o carbón activado (25-50 cm espesor); (3) membrana sintética de impermeabilización (HDPE de 1,5-2,5 mm espesor, o LLDPE, o compuesto bentonita-HDPE) para proteger sistema de drenaje y reducir infiltración. La membrana se instala con solapamiento mínimo 30 cm entre láminas, asegurando uniones mediante soldadura térmica (Hot Wedge) o adhesivo (en caso de LLDPE textil).

Especificaciones técnicas de membrana HDPE según UNE-EN 13361: densidad 0,94-0,96 g/cm³, resistencia a tracción >18 MPa, elongación a rotura >800%, permeabilidad <10⁻¹⁰ cm/s. Calidad de soldadura es crítica: toda junta debe ser examinada mediante inflatest (inserción de aire comprimido entre láminas, detección de fugas mediante agua jabonosa), con aceptación si presión se mantiene >15 minutos con variación <5%. Documentación de control de calidad es exhaustiva: certificados de materialidad de membrana (lote de fabricación), planos de juntería con ubicación de cada soldadura, registro fotográfico de inspección visual y ensayos de estanqueidad.

El sistema de drenaje basal debe diseñarse para caudal máximo de lixiviado estimado (típicamente 50-150 mm/año de precipitación efectiva percolada a través residuos). Tubería de drenaje converge en pozo de recogida (volumen 20-100 m³) desde donde se bombea hacia sistema de tratamiento de lixiviado (neutralización, coagulación, filtración) antes de vertido a cauce público o sistema de saneamiento municipal. Bombas deben ser redundantes (dos bombas, una activa y una standby) para asegurar continuidad si fallo ocurre; nivel de lixiviado en pozo se monitorea de forma continua mediante nivel-switch automático que alarma si supera 80% capacidad.

Configuración de celda (phased development)

La construcción de depósito no es operación única, sino desarrollada en fases (celdas) durante años de operación. Una celda es zona delimitada (típicamente 0,5-2 hectáreas) que recibe residuos durante período (6-24 meses), tras lo cual se sella temporalmente con cobertura intermedia, permitiendo construcción de nueva celda adyacente. Este enfoque modular permite: (1) flexibilidad operacional (expansión sin construir todo de una vez), (2) control de subsidencia diferenciada (asentamientos controlados en cada celda tras compactación residuos), (3) facilita operación de sistemas de drenaje (cada celda con drenaje independiente o parcialmente integrado).

Conforme a Directiva 1999/31/CE, cada celda debe estar separada de celdas adyacentes por barrera lateral (muro de contención o terraplén compactado con membrana sintética) que previene mezcla de lixiviados de diferente edad/composición. Especialmente importante en depósitos que reciben residuos heterogéneos (celdas históricas con residuos antiguos generan lixiviado muy concentrado con DQO >20.000 mg/l, mientras celdas recientes tienen DQO <3.000 mg/l). La mezcla de lixiviados de diferente edad complica tratamiento, requiriendo sistemas de depuración adaptados a rango variable de contaminantes.

En España, depósito de Malpica (operativo 1994-2024) fue dividido en 8 celdas principales ejecutadas en fases: celda 1 (1994-1998), celda 2 (1998-2002), etc. Cada celda tenía 1,2-1,8 hectáreas, permitiendo que mientras celda X estaba recibiendo residuos activamente (descarga diaria de camiones), celda anterior se compactaba y se preparaba fase de clausura temporal. Estructura permitió operación eficiente de 100-150 toneladas/día durante 30 años con capacidad total final 2.500.000 toneladas.

Cobertura intermedia y sistemas de ventilación de biogás

Tras llenado de cada celda, se instala cobertura intermedia (daily o intermediate cover) con funciones: (1) contención de residuos (prevenir dispersión de materiales por viento), (2) control de olores (barrera a emisiones de biogás), (3) control de plagas, (4) acceso seguro de maquinaria para compactación y operaciones. La cobertura está constituida por: capa de suelo compactado (espesor 30-50 cm) o membrana geotextil combinada con geonet (malla sintética para drenaje y ventilación).

Un aspecto crítico es gestión de biogás. Durante descomposición anaeróbica de residuos, se generan CH₄ y CO₂ en proporciones aproximadamente 1:1 (50-55% cada uno). El biogás debe ser ventilado o capturado activamente. En depósitos operacionales, chimeneas de ventilación pasiva (vertical, diámetro 0,5-1,0 metro) se instalan mediante penetración de cobertura intermedia, permitiendo escape de gases a atmosfera con reducción de presión y prevención de movimientos de tierra. Alternativamente, si se decide captura de biogás para energía, se instalan tuberías perforadas HDPE con red de colectores convergentes a compresor/motor generador (potencia 50-500 kW típicamente).

En depósito de Lada (Castilla y León), sistema de captura de biogás instalado en 2010 genera 1.000 kWh/día de energía eléctrica (valor ~200.000 euros/año) además de reducción de emisiones de metano a atmosfera (factor importante en cálculo de huella de carbono). Rendimiento mejora progresivamente conforme residuos se descomponen: años 1-5 bajo rendimiento (100-300 kW), años 5-20 rendimiento máximo (400-500 kW), años 20+ declinación gradual a medida que fracción biodegradable se agota.

Sistemas de control y monitoreo geotécnico

Durante construcción y operación, se instalan sistemas de monitoreo para verificar comportamiento de la instalación: (1) piezómetros (tubería perforada) miden nivel de agua subterránea en estratos subyacentes a depósito, detectando si lixiviado migra hacia acuíferos (alerta si nivel/composición agua anómala); (2) células de carga miden presión de residuos compactados (estimación de densidad y asentamiento); (3) inclinómetros miden movimientos laterales de taludes (detección de inestabilidad); (4) asentadera (placas topográficas) mide subsidencia de cobertura (hundimiento esperado 5-15% del espesor de residuos durante 5-10 años operacionales).

Datos se transmiten automáticamente a centro de control vía telemetría. Análisis de datos es crítico: si piezómetro detecta conductividad eléctrica anómala (indicador de presencia de lixiviado) en estrato inferior, es señal de ruptura de membrana o deficiencia de drenaje basal requiriendo investigación inmediata. En depósito de Malpica, en año 2008, sonda de conductividad en piezómetro a 50 metros profundidad detectó incremento anómalo de 500 a 3.500 µS/cm indicando contaminación. Investigación reveló fractura microscópica de membrana de 15 cm² que permitía filtración lenta de lixiviado. Reparación requirió vaciado parcial de celda adyacente, excavación, parcheo de membrana con soldadura térmica de nuevo segmento, y recompactación de residuos. Coste aproximado 500.000 euros, pero prevención de contaminación acuífera a largo plazo justificaba inversión.

Control de calidad en construcción y recepción de residuos

Toda actividad constructiva está sujeta a control de calidad riguroso documentado en Plan de Aseguramiento de Calidad (PAC) aprobado por administración. Ensayos incluyen: (1) permeabilidad de arcilla compactada (ensayo en cámara de permeámetro, método de descarga variable, objetivo <10⁻⁶ cm/s); (2) integridad de membrana (ensayos de desgarro tras instalación, presión hidráulica 50-100 kPa durante 24 horas); (3) solape y soldadura de membranas (inspección visual 100%, ensayos destructivos en muestras al azar); (4) compactación de suelos (densidad Proctor Standard con tolerancia ±2%).

En recepción de residuos, se requiere: (1) caracterización completa de residuo antes de descarga (análisis lixiviación conforme EN 12457-4); (2) inspección visual de residuo para detectar sustancias no admisibles (ej., residuos de minería con arsénico, si depósito no es especializado); (3) pesada con básculas certificadas; (4) registro de composición para posterior cálculo de densidad y producción de biogás/lixiviado estimada. Una gestora española que opera depósito de seguridad rechazó descarga de 50 toneladas de residuos de síntesis química que presentaban composición de bifenilos policlorados (PCBs) no declarada; residuo fue rechazado conforme a lista de admisión de depósito autorizado, siendo devuelto a productor para tratamiento alternativo. Cumplimiento riguroso de especificaciones de admisión es clave para mantener integridad de depósito.

Ideas clave

• La fase de construcción implementa sistemas defensivos múltiples: preparación de base con compactación estrato arcilla natural, drenaje basal, membranas de impermeabilización HDPE (1,5-2,5 mm) con soldadura térmica, y sistemas de colecta de lixiviado con pozo de recogida redundante.
• El sistema de drenaje basal colecta lixiviado mediante red tubería HDPE perforada sobre grava/carbón, con todas juntas membranas ensayadas mediante inflates logrando <10⁻¹⁰ cm/s permeabilidad, permitiendo extracción para tratamiento neutralización-filtración.
• La configuración de celdas (phased development) permite construcción modular durante años operacionales, con separación lateral de celdas previendo mezcla de lixiviados diferente edad, facilitando control de composición y tratamiento específico.
• La cobertura intermedia comprende suelo compactado o geotextil+geonet permitiendo ventilación pasiva de biogás o captura activa mediante chimeneas/tuberías para generación eléctrica (50-500 kW típicamente con valor ~200.000 euros/año).
• El monitoreo geotécnico mediante piezómetros, células de carga, inclinómetros detecta anomalías (contaminación acuífera, rotura de membrana) permitiendo intervención preventiva antes de propagación de daño ambiental.
• El control de calidad exhaustivo en construcción (ensayos permeabilidad, integridad membrana, compactación) y recepción de residuos (caracterización, inspección, registro) garantiza operación segura conforme especificaciones técnicas y normativa Directiva 1999/31/CE.