LOS GEOSINTÉTICOS

INTRODUCCIÓN

Los “geosintéticos” son productos de última tecnología, cuyo campo de acción

abarca temas como el control de la erosión, tratamiento de aluvionales, drenaje y

filtración, o relleno sanitario, entre otros.

Son materiales que se fabrican a partir de varios tipos de polímeros y que se

utilizan para mejorar y hacer posible la ejecución de ciertos proyectos de

construcción de ingeniería civil y geotécnica.

Se dividen principalmente en geotextiles, geomallas y geomembranas.

Los primeros son materiales textiles que tienen una menor "abertura" de malla que

las geomallas, y se utilizan para realizar funciones de protección diferentes a estas

últimas, que se utilizan solamente para refuerzo.

Por su parte las geomembranas son láminas poliméricas impermeables, utilizadas

como barrera de líquidos y sólidos.

Los polímeros más utilizados son las poliolefinas (polietileno y polipropileno) y el

poliéster.

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LOS GEOSINTÉTICOS1. DEFINICIÓN:

Los Geosintéticos son un grupo de materiales fabricados mediante la

transformación industrial de sustancias químicas denominadas polímeros, que de

su forma elemental, de polvos o gránulos, son convertidos en láminas, fibras,

perfiles, películas, tejidos o mallas.

Geosintético es un producto en el que, por lo menos, uno de sus componentes es a

base de polímero sintético o natural, y se presenta en forma de filtro, manto,

lámina o estructura tridimensional, usada en contacto con el suelo o con otros

materiales dentro del campo de la geotecnia o de la ingeniería civil.

Existen varios campos de aplicación de los geosintéticos en el mundo de la

construcción y la edificación como son: obras viales, obras hidráulicas, sistemas de

control de erosión, aplicaciones medioambientales, entre otras.

La fabricación de los geosintéticos comprende procedimientos principalmente de

extrusión, tecnología textil y/o ambas tecnologías: textil y plástica.

Los geosintéticos se derivan de fibras artificiales, compuestos básicamente de

polímetros como polipropileno, poliéster, poliamida y polietileno, siendo los 2

primeros los de mayor utilización en la actualidad.

Los tipos de geosintéticos más comunes utilizados en el campo de la ingeniería son

los geotextiles, las geomallas, las geomembranas, las georedes, geocompuestos y

mantos para control de erosión derivados de la unión de las características y

cualidades de cada uno de los anteriores.

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Sus funciones dentro de tales estructuras son las de complementar, conservar, o

bien mejorar el funcionamiento de los sistemas constructivos e inclusive, en

algunos casos, sustituir por completo algunos materiales y procesos de la

construcción tradicional.

2. GEOTEXTILES:

Son telas con diversas estructuras, cuyos elementos individuales son fibras,

filamentos, o cintas de plástico. Son materiales permeables que pueden ser

“tejidos” o “no tejidos” y se utilizan generalmente para filtrar y conducir fluidos,

separar suelos de diferentes características, reforzar suelos débiles y proteger a las

geomembranas de los posibles daños de piedras angulares u otros objetos. Pueden

ser de Poliéster o de Polipropileno.

3. GEOMEMBRANAS:

Son láminas de muy baja permeabilidad que se emplean como barreras hidráulicas;

se fabrican en diversos espesores y se empacan como rollos que se unen entre sí

mediante técnicas de termofusión, extrusión de soldadura, mediante aplicación de

adhesivos, solventes o mediante vulcanizado, según su naturaleza química. Pueden

fabricarse a partir de diversos polímeros: PVC Plastificado, Polietileno de Alta

Densidad, Polipropileno.

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Las Geomembranas de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) se fabrican en rollos

anchos, de 7.0m o más, y en esta presentación se embarcan al sitio de la obra,

donde se unen unos con otros mediante equipo de termofusión y extrusión de

soldadura del mismo polímero.

4. GEOMALLAS:

Son elementos estructurales que se utilizan para distribuir la carga que transmiten

terraplenes, cimentaciones y pavimentos, sobre terrenos de baja capacidad

portante, o bien como elementos de refuerzo a la tensión unidireccional, en muros

de contención y taludes. Existen georedes uniaxiales y biaxiales según la naturaleza

del refuerzo que proporcionan a las estructuras.

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5. GEOCOMPUESTOS

Se componen por uno o más geotextiles y otro geosintético. Existen varias

combinaciones posibles y las mismas se realizan para favorecer el comportamiento

en conjunto de funciones específicas. Su estructura es resistente a ataques

químicos y biológicos, y son usados comúnmente en sistemas de drenaje,

conducción de lixiviados, conducción de gases en digestores y en rellenos

sanitarios, diseño de filtros, refuerzo de tierra y recubrimiento de geomembranas.

6. GEOCELDAS

Es un sistema celular de confinamiento que está compuesto por fajas elaboradas

con polietileno de alta densidad, conectadas entre sí mediante soldaduras a todo lo

ancho. Cuando se despliegan, las fajas interconectadas forman las paredes de una

estructura tridimensional flexible, tipo “panal de abeja”, en la que se puede colocar

el material de relleno. Estabiliza capas superficiales de suelo para el control de

erosión y la revegetación. Este sistema ha dado sorprendentes resultados

económicos en aplicaciones para el cuidado del medio ambiente.

7. FUNCIONES:

Se pueden dividir en dos grupos:

A. Hidráulicas:

Drenar: Permitir la circulación de un fluido en el plano del geosintético.

Filtrar: Permitir la circulación de un fluido a través del geosintético.

Impermeabilizar: No permitir el paso de un fluido a través del geosintético.

B. Mecánicas:

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Separar: No permitir la mezcla de distintos tipos de suelo.

Reforzar: Aumentar la resistencia mecánica del terreno.

Proteger: Producir un efecto colchón sobre las láminas de impermeabilización,

protegiéndolas contra posibles punzonamientos.

8. APLICACIONES EN LA CONSTRUCCIÓN:

Los Geotextiles se pueden utilizarse para aplicaciones de Separación de Materiales,

Filtración, Drenaje, Control de la Erosión y Prevención de la Reflexión de Grietas.

Las Geomembranas son un producto ideal para impermeabilizar embalses y ollas

de agua, canales de riego, tanques y cisternas. Se utilizan para el revestimiento de

depósitos de agua (lagos, presas, estanques), plantas de tratamiento, rellenos

sanitarios, sellado de grietas en presas y tubos, etc.

Las principales aplicaciones de las Geomembranas se encuentra en minería, como

elemento impermeable en las pozas de lixiviados. Sin embargo, en Ingeniería Civil,

es posible encontrarlas asociadas con los geobloques y geotextiles, pero siempre en

la función de impermeabilización, por eso se dice de ellas que son

monofuncionales. Una aplicación poco difundida de las geomembranas en

ingeniería civil está en las MEPS (por sus siglas en inglés), o Secciones de

Pavimentos Encapsulados en Membranas, desarrolladas por el COE (Cuerpo de

Ingenieros de los E.E.U.U.), consistentes en capas de arcilla compactada

encapsuladas en geomembranas de polietileno.

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Las Geomallas se pueden utilizar como muros de contención estabilizados

mecánicamente, refuerzo de taludes inestables, estabilización de suelos blandos,

incremento de capacidad de carga en el suelo, redistribución de esfuerzos en el

suelo, refuerzo de pavimentos. Las geomallas cubren básicamente la función

resistente, sea en pavimentos a nivel de Su-rasante o debajo de la Base, en el

cuerpo de taludes o debajo de rellenos sobre suelos blandos. Para finalizar

queremos mencionar a un geosintético que aún no ha sido aplicado en nuestro

país, pero que se viene usando de manera creciente en Japón, Europa y los Estados

Unidos: la espuma de Poliestireno Expandido (EPS por sus siglas en inglés) o de

manera más corta los Geobloques.

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ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN

Los geosintéticos, son materiales utilizados para mejorar las propiedades del suelo,

ya que poseen propiedades mecánicas e hidráulicas, útiles para ciertos tipos de

suelos. Debido a esto, mejoran y hacen posible la ejecución de proyectos de

ingeniería civil y geotécnica en difíciles condiciones.

Los geosintéticos son obtenidos a partir de varios tipos de polímeros derivados del

petróleo.

Existen varios campos de aplicación de los geosintéticos en el mundo de la

construcción y la edificación como son: obras viales, obras hidráulicas, sistemas de

control de erosión, aplicaciones medioambientales, entre otras. La fabricación de

los geosintéticos comprende procedimientos principalmente de extrusión,

tecnología textil y/o ambas tecnologías: textil y plástica.

Los geosintéticos se derivan de fibras artificiales, compuestos básicamente de

polímetros como polipropileno, poliéster, poliamida y polietileno, siendo los 2

primeros los de mayor utilización en la actualidad.

Los tipos de geosintéticos más comunes utilizados en el campo de la ingeniería son

los geotextiles, las geomallas, las geomembranas, las georedes, geocompuestos y

mantos para control de erosión derivados de la unión de las características y

cualidades de cada uno de los anteriores.

Beneficios del uso de los geosintéticos

Reducen los costos en la construcción

Funcionan como barrera contra la erosión de suelos

Sirven como manto drenante, en reemplazo de estratos de material

granular

Son inertes frente a la mayoría de agentes químicos

Refuerzan el suelo, mejorando sus cargas últimas

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CONCLUSIONES

La utilización de geosintéticos en soluciones de ingeniería en general es una

práctica absolutamente extendida en todo el mundo, hecho que se hace todavía

más patente si nos fijamos en la construcción de carreteras. Su empleo en nuestro

país está también totalmente generalizado y extendido en aplicaciones asociadas

directa o indirectamente al tratamiento del terreno pero no sucede lo mismo con

su utilización en capas de firme. A nuestro juicio el principal condicionante que

motiva este hecho es, como venimos reiterando, la falta de base científica

suficientemente extendida en el día a día del mundo de la construcción nacional.

Otra posible causa de esta escasa implantación de los geosintéticos como

elementos del firme en nuestro país, tanto en la fase de diseño como en la práctica

constructiva habitual, pudiera ser su tradicional asociación a soluciones de

rehabilitación para firmes rígidos, con capas de firme compuestas por hormigón

hidráulico, menos comunes en nuestros proyectos de carretera que los firmes

flexibles, con todas sus capas a partir de mezclas bituminosas en caliente, o los

semi-rígidos, que incorporan capas tratadas con cemento en su sub-base. Sin

embargo no parece razonable que el hecho de su idoneidad para este tipo de

soluciones invalide la posibilidad de su implantación para la construcción o

rehabilitación de firmes flexibles o semi-rígidos. En este sentido nos parece

oportuno destacar además que en los últimos años se percibe una tendencia al

empleo de soluciones de firme semi-rígido con sub-bases de suelocemento o

gravacemento para las cuales estaría incluso más justificado por este criterio

tradicional el pensar en el estudio de la implantación de geosintéticos. Por lo tanto,

desde nuestro punto de vista, parece muy interesante tener en consideración el

estudio y desarrollo de este tipo de tecnología para su implantación en firmes de

carretera y no descartar de entrada las múltiples ventajas, avaladas por la

experiencia y documentación internacionales, que podría aportar en la calidad y en

la durabilidad de nuestras carreteras.

Con respecto futuras investigaciones debemos señalar que para la aplicación más

normalizada de los geosintéticos como refuerzo de las capas de firme en nuestro

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país queda, tal y como venimos señalando, camino por recorrer. Un tema de

desarrollo pendiente para tratar de incorporar en la práctica habitual de la

construcción esta aplicación es el de dar a conocer su base científico – técnica para

lo que sería fundamental analizar en profundidad y divulgar los planteamientos y

formulaciones al respecto de la bibliografía internacional como la de Robert M.

Koerner (Ref.: 04), y otras de más reciente aparición como el trabajo de Delmas et

al. (Ref.: 16). También podría ser interesante repasar la documentación

desarrollada por el “Geosynthetic Resarch Institute” (Ref.: 17) y estudiar los avances

que en este sentido se han venido realizando en los últimos años en Estados Unidos

de Norteamérica analizando la documentación científica desarrollada por los

diferentes Departamentos de

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RECOMENDACIONES

La presencia de agua y percolación en el suelo ocasionan muchos problemas en las

obras de ingeniería civil. Por ello es necesario incorporar sistemas drenantes eficaces

que eviten presencia del agua en puntos que puedan comprometer el buen

comportamiento de la estructura y es aquí donde entra el uso de los geosintéticos en

el drenaje.

Las capas asfálticas de carreteras, pistas automovilísticas y aeropuertos sufren

continuamente las acciones externas de cargas condicionadas al tránsito y de

oscilaciones de temperatura. Los efectos a medio o largo plazo son principalmente la

producción y propagación de grietas y surcos en las estructuras. El refuerzo de las

capas asfálticas con geosintéticos puede utilizarse para inihibir la propagación de

grietas en nuevas construcciones o la reflexión de las mismas en las capas asfálticas

construidas sobre capas antiguas o estructuras de hormigón. Los materiales más

adecuados en este caso son las geomallas rígidas. La presencia de una malla no retrasa

el inicio de la formación de grietas pero, controlando los esfuerzos locales de tracción

debido a las cargas repetidas, inhibe su propagación. Un elemento de refuerzo en la

capa de asfalto puede aimentar su vida con factor de tres.

El concepto de terreno reforzado es muy antiguo. Si se construye un terraplén

utilizando suelos inestables o con una pendiente superior al ángulo de rozamiento

interior del material, la estructura resultante será inestable. El comportamiento de los

suelos debe mejorarse utilizando materiales que puedan aumentar su estabilidad.

Siglos atrás se utilizaban materiales naturales para alcanzar este objetivo,

principalmente ramas de árboles. Con el tiempo, el creciente desarrollo tecnológico y

la continua investigación en el sector de la obra civil han permitido desarrollar

productos específicos con elevadas prestaciones técnicas y que permitan una rápida

simple colocación. Hoy en día la mayor parte de estructuras de tierra reforzada utilizan

elementos de refuerzo o las geomallas combinados con suelo compactado y dispuesto

en capas. El conjunto de “suelo + refuerzo” forma un macizo único suelo, también

conocido como relleno estructural, que estabiliza el terraplén durante su vida útil.

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BIBLIOGRAFIA

www.psrc.usm.edu/spanish/. Macrogalería. El Maravilloso Cibermundo de los Polímeros.

Diseño con Geosinteticos. Robert Koerner. 4ta. edición. 1,999. Prentice Hall. Traducción por IGS-PERU. Nov. 2,002- Mayo 2,004.

Curso de Entrenamiento. Séptimo Congreso Internacional de Geosintéticos. Niza, Septiembre 2,002. T. Ingold, H. Brandl, G. Mannsbart. Tipos de Geosinteticos y Materias Primas.

Pavimentos de Bajo Costo Usando Geotextiles. G. Vivar. Ponencia presentada al XIV Congreso Nacional de Ingeniería Civil. Iquitos-Perú. 7 al 11 de Octubre del 2,003.

http://www.abianchini.es/download/catalogos/Geosinteticos.pdf

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LOS GEOSINTÉTICOS

INDICE

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………… 1

LOS GEOSINTÉTICOS………..……………………………………………….. 2

1. Definición……………………………………………..……………………… 22. GEOTEXTILES ………………………………………………………………. 3 3. GEOMEMBRANAS…………………………………………………….….. 44. GEOMALLAS…………………………………………………………………. 53. GEOCOMPUESTOS………………………..……………………………… 84. GEOCELDAS…………………………………………………………………… 135. FUNCIONES…………………………………………………………………… 236. APLICACIONES EN LA CONSTRUCCIÓN….……………………… 24

ANALISIS E INTERPRETACION.................................................. 25

CONCLUSIONES…………………………………………………………………… 26

RECOMENDACIONES…………………………………………………………… 27

BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………….. 28

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