Geosintéticos en la construcción

Un material versátil y rentable

Los geosintéticos han demostrado estar entre los materiales de modificación del suelo más versátiles y rentables.

La medición general del mercado mundial para el uso de geotextiles se estima en alrededor de 700 millones de m2 anuales y su uso se está expandiendo rápidamente en proyectos de construcción públicos y privados a medida que continúan apareciendo en el mercado usos innovadores y nuevos productos. La razón por la que los geosintéticos están ganando popularidad en la construcción es que los polímeros tienen la capacidad de resolver problemas geotécnicos en mayor medida que las técnicas convencionales.

Una mirada retrospectiva a la historia revela que a principios de la década de 1970, los materiales se introdujeron en la industria de la construcción como telas de ingeniería civil donde solo se usaban en aplicaciones de ingeniería civil, luego se las denominó telas geotécnicas que se usaron en la ingeniería de suelos. Sin embargo, en 1982, el término 'geotextil' se volvió lo suficientemente adecuado con los materiales textiles que encuentran uso en el entorno del suelo. Estos materiales se conocieron como 'geomembranas' utilizadas en entornos geotécnicos. Para abarcar el material polimérico, se introdujo un nuevo término, materiales 'geosintéticos' (poliméricos) que ahora se utilizan en la industria de la construcción.

A medida que la industria de los geosintéticos continúa creciendo, se lanzan al mercado productos nuevos e innovadores. Vienen en varios nombres dependiendo de su naturaleza, características y material utilizado. La gama es amplia; geotextiles, revestimientos de arcilla, geoceldas, geoespumas, geomembranas y muchos otros. La principal diferencia entre ellos es cómo se fabrican o aplican para lograr características únicas. Por ejemplo, los geotextiles consisten en fibras sintéticas que se utilizan para aplicaciones de separación, refuerzo, filtración, drenaje y protección. Por otro lado, las geomembranas que representan el grupo más grande de geosintéticos son láminas de plástico bastante impermeables que existen en dos grupos principales de geomembranas; calandrado y extruido. Las geomembranas calandradas se forman al trabajar y aplanar una formulación viscosa fundida entre rodillos que giran en sentido contrario, que se utilizan en aplicaciones únicas que brindan resistencia a la tracción y mejoran la resistencia a los desgarros y perforaciones. Las geomembranas extruidas se fabrican simplemente derritiendo resina polimérica o astillas y forzando el polímero fundido a través de una matriz usando una extrusora de tornillo con el uso principal de mejorar la fricción de la interfaz entre la geomembrana y los suelos adyacentes u otros geosintéticos. Se utilizan ampliamente en contención como barrera de líquido o vapor o ambos, también en vertederos, embalses superficiales, canales y otras instalaciones de contención.

Las áreas de aplicación de estos materiales son numerosas y en constante crecimiento. Las principales funciones son separación, refuerzo, filtración, drenaje o contención.

Principales áreas de uso
En el área de los geotextiles, los más comunes son las telas tejidas y no tejidas que, como su nombre lo indica, son filamentos que se tejen o se distribuyen aleatoriamente en capas. Aproximadamente el 75 % de los geotextiles son no tejidos en forma de fibras unidas por calor hechas de polímeros sintéticos que pesan entre 120 g y 250 g/m2. Por otro lado, el rango de mercado de las telas tejidas se sitúa en alrededor del 15% a partir de una película de polipropileno cortada, tejida, ligera y económica, con un peso de hasta 2000 gm m2. El 10% restante corresponde a geomallas, georedes y tapetes de control de erosión en todo el mundo.

En África, los sistemas de revestimiento de geomembranas son el material geosintético más común utilizado debido a su idoneidad para el drenaje en carreteras y vías férreas, plataformas de lixiviación, vertederos y sitios mineros. Como Ing. John Alexander de Geosynthetics Technology Ltd, explica que, por otro lado, los geocompuestos de drenaje son los más ignorados, debido a la falta de conocimiento de su existencia por parte de los especificadores y al ahorro de costos.

El mayor beneficio obtenido es mediante el uso de geotextiles en la construcción sobre áreas húmedas o arcillosas, especialmente en áreas remotas donde el transporte y el transporte son muy costosos, tienen beneficios tanto técnicos como financieros como una nueva metodología de diseño.

En la construcción de carreteras, los geosintéticos se utilizan para fortalecer las secciones base, mejorar la superficie y mejorar el drenaje. Los materiales refuerzan, separan y estabilizan la subrasante y los materiales de base y brindan los beneficios de reducir los requisitos de agregados, simplificar la construcción, aumentar la vida útil de la calzada y reducir el mantenimiento futuro. Los geosintéticos también previenen accidentes ya que son capaces de soportar grandes deformaciones laterales y asentamientos diferenciales verticales. En ocasiones, las estructuras de las carreteras pueden fallar prematuramente debido al desplazamiento lateral y al debilitamiento del agregado de la capa base. Las geomallas o geotextiles se utilizan para mejorar el rendimiento o reducir el espesor de un camino permanente, incluso cuando se construye sobre una base razonablemente competente. Proporcionan resistencia a la tracción en la masa terrestre en lugares donde se generarían esfuerzos cortantes en obras viales. Además, permiten una rápida deshidratación de la calzada y conservan su permeabilidad sin perder sus funciones separadoras.

El geotextil o geomalla es un componente importante y una excelente solución alternativa para los ferrocarriles que luchan contra las subrasantes deficientes y los problemas que pueden plantear. Los geosintéticos son una característica estándar en la construcción de vías modernas, ya que constituyen un método de construcción más eficaz. En particular, en los movimientos de tierra para la construcción de vías férreas, los geosintéticos se han convertido en un requisito. Se utilizan para separación, filtración y refuerzo en, debajo y al lado del lecho de la vía. Evitan que los materiales se desplacen hacia los lados debido a los golpes y vibraciones de los trenes en marcha.

Erosión y drenaje

Los componentes geosintéticos son una parte integral de los materiales de erosión y sedimentos que van desde productos temporales como geofibras de mantillo hidráulico, mallas y redes plásticas para el control de la erosión, mantas para el control de la erosión y cercas de limo hasta esteras de refuerzo de césped de alto rendimiento, sistemas de confinamiento geocelular, geotextiles y telas para el control de la erosión. revestimientos formados. Estos productos están diseñados para ayudar a resolver problemas de erosión y control de sedimentos y para brindar estabilización a largo plazo al establecer y mantener una cubierta vegetal. La tela, que se encuentra debajo de varias formas de cubierta de escollera (es decir, roca, gaviones y colchones, unidades colocadas en un patrón de hormigón, etc.), permite el libre drenaje del agua mientras retiene los finos, lo que evita la erosión de la costa y de otro tipo. Cuando se trata de drenaje y filtración, las capas se utilizan en aplicaciones civiles para eliminar la humedad o las partículas finas del sistema. Los geosintéticos brindan una alternativa conveniente, efectiva y económica a las capas tradicionales de filtración de agregados y arena. Su importancia es eliminar el agua y otros fluidos mientras proporcionan una excelente retención del suelo, asegurando un drenaje de flujo libre a largo plazo sin pérdida de suelo. Las aplicaciones incluyen muros de contención, campos deportivos, presas, canales, embalses y roturas de capilares. Además, los drenajes de lámina, borde y mecha son geocompuestos que se utilizan para diversas situaciones de drenaje de suelos y rocas.

Los rellenos sanitarios

El refuerzo geosintético en las aplicaciones de vertederos implica las estructuras de suelo reforzado convencionales y la estabilización de revestimiento con refuerzos colocados a lo largo de la pendiente del vertedero y anclados en la cresta. Las cubiertas de vertederos y los revestimientos de base se colocan horizontalmente a los refuerzos geosintéticos, que se unen a los desechos sólidos, y el refuerzo de fibra para aumentar la resistencia al corte del material del revestimiento del suelo y la resistencia al corte de la interfaz entre el revestimiento del suelo y las geomembranas de textura.

El Dr. Filshill Archie de InterGeo Services dice que uno de los mercados más grandes para los geosintéticos es el uso de geotextiles para caminos pavimentados y no pavimentados, ya que actúan como separadores entre la subbase y los agregados en la construcción de caminos. Esto puede ser muy útil en África, donde la mayoría de los caminos no están pavimentados y, a menudo, son intransitables durante la temporada de lluvias. Su función es eliminar la base de agregados que se pierde en la subrasante, lo que puede reducir la durabilidad de la calzada y crear baches. También resultan de gran valor cuando se construyen carreteras sobre suelos blandos debido a su alta resistencia y terraplenes que pueden reducir la cantidad de remoción de suelos inadecuados, además de que aumentan el valor del análisis del ciclo de vida.

Entre los beneficios y las razones por las que la ingeniería civil en África debería desviarse y adoptar los métodos duraderos y duraderos comprobados en la construcción es porque los geosintéticos no generan estrés cuando se trata de la instalación. También aumentan la eficiencia al mismo tiempo que minimizan la contaminación de los recursos naturales al estabilizar áreas que son utilizadas frecuente e intensamente por personas, animales o vehículos mediante el establecimiento de una cubierta vegetal. También se sabe que los geosintéticos son resistentes a los productos químicos y organismos biológicos que generalmente se encuentran en los suelos. Se estabilizan contra la degradación debida a la exposición a corto plazo a la radiación ultravioleta.