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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 GEOSINTÉTICOS
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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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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