Análisis de riesgo de licuación en los paquetes IV y V de la refinería de Minatitlán, Veracruz

En este artículo se demuestra que en las seis plantas de los paquetes IV y V de la reconfiguración de la refinería Lázaro Cárdenas no se requiere el mejoramiento de capas y lentes de suelos arenosos que podrían ser susceptibles a licuación detectados a profundidades que varían entre 8.3 y 18.5 m, debido a su espesor menor de 2 m y su discontinuidad, de acuerdo con los términos de referencia de Pemex.

La reconfiguración de la refinería Lázaro Cárdenas en Minatitlán, Veracruz, se dividió para su construcción en siete partes principales, denominadas “paquetes”. Cada uno agrupa una o más plantas e instalaciones. En ellas debería mejorarse el subsuelo sólo cuando en sus depósitos arenosos existiera riesgo de licuación, conforme a las normas establecidas por Petróleos Mexicanos (Pemex). Sin embargo, el tratamiento –que consistió en inyecciones de compactación (inclusiones)– se generalizó, si bien en las seis plantas de los paquetes IV y V se demostró que no era necesario según esas normas. En los siguientes apartados 2 a 7 se resumen datos generales del sitio y del proyecto; los rasgos geológicos, tectónicos y sísmicos del área; el marco de referencia geotécnico establecido por Pemex en cuanto al riesgo de licuación, las características del subsuelo en ambos paquetes y el criterio de análisis. En el apartado 8 se presentan las conclusiones. Por ser el objetivo de este artículo sólo el riesgo de licuación de depósitos arenosos del subsuelo, no se trata lo concerniente a las cimentaciones –las cuales son del tipo profundo en las plantas de los dos paquetes– ni el mejoramiento de los rellenos superficiales sueltos por el método de compactación dinámica.
DATOS GENERALES La reconfiguración ocupa un área total de ~72 hectáreas y se desarrolla al sureste de las instalaciones existentes de la refinería Lázaro Cárdenas en Minatitlán, Veracruz, en la llanura de inundación de la margen izquierda del río Coatzacoalcos (véase figura 1), donde ha habido notables divagaciones, que pueden apreciarse en fotografías aéreas como la figura 0.1.1 del artículo “El subsuelo y la ingeniería de cimentaciones en la Región Minatitlán-Coatzacoalcos y Pajaritos, Ver.”, presentado en la V Reunión Nacional de Mecánica de SuelosCimentaciones en áreas urbanas de México (Vieitez, Soto y Mosqueda, 1970). El subsuelo está caracterizado por la presencia de depósitos aluviales y fluviolacustres, irregulares en estratigrafía y propiedades, algunos discontinuos. Estos depósitos descansan sobre rocas sedimentarias del Terciario.

GEOLOGÍA REGIONAL Como lo registran Vieitez, Soto y Mosqueda (1970), la llanura de inundación de Minatitlán es sensiblemente plana y se identifica como una “penillanura”. El río Coatzacoalcos ha alcanzado en ella su etapa senil y llegado a su nivel de base, es decir, la corriente no erosiona más en sentido vertical sino que lo hace en el sentido horizontal, divagando por la extensa llanura de inundación formada a través de muchos siglos.
TECTONISMO Y SISMICIDAD La región pertenece a la Cuenca Salina del Istmo. Al norte de Coatzacoalcos cruzan las fallas de Zacamboxo y de Clarión, que corren aproximadamente paralelas en dirección E-W, y la probable falla del Istmo de Tehuantepec que cruza a éste en dirección N-S. A esta última se le asocian los epicentros donde se han generado los sismos de mayores consecuencias en la región, en 1920 y 1959.
MARCO DE REFERENCIA GEOTÉCNICO En su capítulo referido al mejoramiento masivo de suelos del marco de referencia geotécnico, Pemex (junio 2004) estableció las condiciones para mitigar el efecto de la licuación de arenas. Para el caso de las capas intermedias de suelos potencialmente licuables entre las profundidades de 8 y 20 m y con espesores continuos de al menos 2 m, fijó dos criterios en función de los cimientos que se emplearán para las instalaciones: • Si se recurre a cimientos profundos esbeltos (sección igual o inferior a 50 cm de lado o diámetro), o se emplean cimientos poco profundos, el estrato licuable se mejorará en un área cuya envolvente se localice 5 m por fuera de la traza de los cimientos correspondientes. • Si los cimientos que se empleen para apoyar las estructuras están constituidos por elementos profundos de sección superior a 80 cm de lado o diámetro, entonces no se requerirá del mejoramiento de suelos con potencial de licuación en estratos comprendidos entre 8 y 20 m de profundidad respecto al nivel de piso terminado de la instalación que se trate, en cuyo caso se revisarán dichos elementos contra falla por pandeo.
ESTRATIGRAFÍA Y PROPIEDADES DEL SUBSUELO De un total de 81 sondeos, el subsuelo en las áreas de las plantas de los paquetes IV y V se caracteriza, no obstante las irregularidades que presentan, en cinco unidades principales –excepto las unidades 6 y 7 en la Planta de Hidrógeno–. Con excepción de la unidad 1 de rellenos, las demás están constituidas por una serie de capas y lentes de espesor variable en las que predomina el suelo que les da su nombre.