Materiales geosintéticos
Los materiales geosintéticos están hechos de polipropileno, nylon, PVC y otros materiales sintéticos. Estos se están utilizando para una variedad de usos innovadores en obras de construcción de ingeniería civil.
¿Qué son los materiales geosintéticos?
Generalmente un material geosintético corresponde a un producto fabricado con material polimérico y que se utiliza como un componente importante en una estructura de ingeniería civil o geotecnia, es decir que cumple con propósitos ingenieriles.
Los materiales poliméricos que se usan para hacer un geosintético son el PVC, el nylon y el polipropileno principalmente.
El prefijo “geo” tiene que ver con que sus aplicaciones están relacionadas con el suelo, las rocas o la tierra.
Por lo tanto, estos materiales cumplen con algunas funciones básicas como son el refuerzo, filtración, drenaje, contención, barrera, control de la erosión superficial y protección.
Tipos y clasificación de geosintéticos
Los geosintéticos se han clasificado como geotextiles, geomallas, geomembranas y geocompuestos.
Geotextiles
Son cualquier material textil permeable utilizado con cimientos, suelo, roca, tierra o cualquier material relacionado con la ingeniería geotécnica, como parte integral de un proyecto, estructura o sistema hecho por el hombre. Son generalmente materiales poliméricos sintéticos y consisten en telas tejidas o no tejidas y se utilizan generalmente para la separación, el drenaje, la filtración y el refuerzo.
Geomallas
Son materiales relativamente rígidos con grandes aberturas de tamaño suficiente (10 a 50 mm) para permitir el entrelazamiento con el suelo, la roca, la tierra o cualquier otro material geotécnico circundante. También se caracterizan por una gran estabilidad dimensional y un módulo de tracción a muy baja elongación.
Debido a las grandes aberturas, no pueden utilizarse en la filtración y como barreras de humedad, pero son muy útiles para la separación y el refuerzo. Pueden utilizarse en los pavimentos de las carreteras o en la mejora de la capacidad de carga.
Geomembranas
Son una membrana continua tipo lino y barrera compuesta de asfalto, polímero o una combinación de materiales con una permeabilidad suficientemente baja como para controlar la migración de fluidos en un proyecto, una estructura o un sistema.
Geocompuestos
Consisten en combinaciones de geotextiles, geomallas, geomembranas y/u otros materiales. En los geocompuestos se incorporan las mejores características de diferentes tipos de geosintéticos de tal manera que la acción conjunta de los materiales proporcione un rendimiento óptimo en una determinada situación.
Funciones de los materiales geosintéticos
Algunos de los usos populares son para el refuerzo, la separación, el drenaje, la filtración y barrera de humedad, control de filtraciones, cimientos y pavimentos. El éxito y el aumento de la popularidad de la aplicación de los materiales geosintéticos en diversas obras de ingeniería civil puede atribuirse a una serie de ventajas asociadas a su uso, algunas de las cuales son:
- Pueden ser un buen sustituto de los escasos y costosos materiales de construcción convencionales como el cemento y el acero para varios tipos de aplicaciones.
- Pueden ser muy útiles, o quizás la única alternativa, en algunas de las malas condiciones del sitio.
- Pueden utilizarse e instalarse rápidamente y han demostrado ser económicos en su uso masivo.
- En comparación con otros materiales de refuerzo (por ejemplo, el acero), son más resistentes a las condiciones atmosféricas. la acción de la meteorología.
- Tienen la ventaja añadida de ser útiles en las obras de protección del medio ambiente.
Usos y aplicaciones de los geosintéticos
Las aplicaciones de geosintéticos se encuentran principalmente en ingeniería civil, de transporte, geotécnica, ambiental, hidráulica, marina y de desarrollo privado, incluyendo carreteras, ferrocarriles, terraplenes, muros de contención, canales, control de erosión, vertederos de desechos, recuperación de tierras, rompeolas, embarcaderos, espigones, revestimientos, acuicultura, agricultura y minería.
A continuación, se enumera para lo que sirven estos materiales.
Geosintéticos en la estabilización del subsuelo
Un geosintético puede mejorar la capacidad de carga y reducir las roderas cuando se construyen carreteras sobre suelos débiles. El geosintético proporciona una barrera de separación para evitar que el relleno se perfore en el subsuelo en construcción.
La subrasante puede desarrollar toda su capacidad de carga y el relleno puede distribuir mejor las cargas del tráfico. El geosintético también puede proporcionar funciones de filtración y drenaje si es necesario.
El geosintético utilizado bajo las vías férreas puede proporcionar una filtración adicional de la capa de rodadura, una mejora de la resistencia a la permeabilidad lateral y del módulo, y la separación de la subrasante y el balasto.
Recubrimiento de asfalto
Cuando se instala entre las capas de asfalto antiguas y nuevas, un geotextil ayuda a retardar el agrietamiento reflectante y a mejorar la vida útil de la superposición. El geotextil absorbe la capa de adherencia rociada en la superficie del antiguo pavimento, formulando una barrera de humedad permanente.
Esta barrera creada por el geosintético protege la subrasante de la intrusión de agua y de la pérdida de resistencia de la subrasante. Se prolonga la vida útil del pavimento, se reducen los costos de mantenimiento y se aplaza considerablemente el costoso revestimiento de la superficie, en comparación con las técnicas convencionales de repavimentación.
Terraplenes reforzados sobre suelos blandos
Si los suelos de cimentación subyacentes al terraplén son demasiado débiles para permitir la construcción de un terraplén a la altura requerida, los terraplenes reforzados con geosintéticos pueden suponer un ahorro considerable con respecto al método de construcción convencional, incluido el desplazamiento del suelo y la estabilización de las bermas.
Tanto los geotextiles como las geomallas pueden cumplir esta función.
Refuerzo contra la lluvia en pendientes pronunciadas
En la construcción de carreteras, se pueden ensanchar los caminos sin aumentar el derecho de paso necesario sustituyendo una pendiente plana convencional por otra reforzada y empinada. Esto permite un uso más eficiente de la tierra.
En las urbanizaciones privadas, la cantidad de tierra utilizable dentro de una zona determinada aumenta sin el costo de un muro de contención tradicional.
Muros de contención reforzados con geosintéticos
Los geotextiles y las geomallas en los muros de suelo reforzados internamente permiten el refuerzo de la masa de suelo, creando un área de relleno estable detrás de la cara del muro. Tal estructura mostrada es una alternativa a la gravedad convencional o al voladizo muros de contención utilizados en muchas estructuras de ingeniería civil.
Control de la erosión
Las esteras tridimensionales de control de la erosión se utilizan para establecer una trufa reforzada en zanjas, canales y pendientes. Las esteras se enredan con la red de raíces y tallos de la vegetación para aumentar enormemente su resistencia a la velocidad del flujo.
La cubierta superior del suelo puede utilizarse para mejorar la protección temporal contra la erosión y el crecimiento temprano de la vegetación.
Drenaje superficial
Los geotextiles se utilizan en los sistemas de drenaje del subsuelo como separador permeable para mantener el suelo fuera del medio de drenaje, pero permitir que el agua pase libremente. Estos sistemas son necesarios debajo de carreteras, aparcamientos, costas, muros, campos deportivos, campos de golf, pistas de carreras, céspedes y otras áreas.
Protección de la geomembrana
Los geotextiles pueden ser colocados en uno o ambos lados de las geomembranas (Revestimiento sintético) para protegerlo de las tensiones de instalación y diseño. Estos sistemas de revestimiento están ganando popularidad en los vertederos de residuos peligrosos y no peligrosos.
Reemplazan las capas protectoras convencionales de arena/arcilla. Los geotextiles también se utilizan comúnmente en los sistemas de recogida y detección de lixiviados en las instalaciones de eliminación de desechos. Funcionan como capas de transmisión y/o alivio de fluidos.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
