GEOSINTETICOS

Msc. Ing. Elio Milla Vergara

UNIVERSIDAD NACIONALSANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONALSANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

PAVIMENTOS

GEOSINTTICO

El trmino GEOSINTTICO se compone de dos palabras:

GEO : Prefijo griego que significa tierra/suelo, serefiere a los estudios sobre elcomportamiento de los suelos.

SINTTICO : Productos fabricados por procedimientosindustriales o por sntesis qumica.

CONSIDERACIONES INICIALES

GEOSINTTICO: Productos desarrollados a partir de:

- Segmentos industriales (textiles, caucho, materialesplsticos, membranas bituminosas/polmeros y bentonita).

- Transformacin de polmeros bsicos (polietileno,polipropileno, nylon, poliamidas, fibra de vidrio, polmerosaltamente inertes a la degradacin biolgica y qumica).

SIMBOLOGIAGEOTEXTIL GT

Geotextil Tejido GTWGeotextil No Tejido GTNGeotextil tejido tipo corriente GTK

GEOMALLA GGGeogrilla extrudida GGEGeogrilla por adhesin GGBGeogrilla tejida GGW

GEORED GNGEOMANTA GAGEOCELDA GLGEOTUBO GPGEOBLOQUES GF

SIMBOLOGIAGEOMEMBRANA GM

Geomembrana plastomrica GMPGeomembrana de elastmeros GMEGeomembrana bituminosa GMB

GEOCOMPUESTO GCGeocompuesto para drenaje GCDGeocompuesto para refuerzo GCRGeocompuesto con geomembrana GCM

BIOTEJIDO BTBIOMANTA BABIOCLULA BLBIOCOMPUESTO BC

PRINCIPALES FUNCIONES DE LOS GEOSINTTICOS

FUNCIN DESCRIPCIN PRODUCTOSFiltracin Permitir el paso de los fluidos,

reteniendo la migracin de las partculas de suelo

GeotextilesGeocompuestos

Drenaje Facilitar el transporte de fluidos

GeoredesGeocompuestos

Separacin Evitar la mezcla de dos tipos de suelos diferentes o materiales diferentes

GeotextilesGeocompuestos

Proteccin Evitar daos a una estructura, a un material, a otro geosinttico

GeotextilesGeoredesGeocompuestos

Impermeabilizacin Formar una barrera a los fluidos

GeomembranasGeocompuestos

FUNCIN DESCRIPCIN PRODUCTOSRefuerzos de muros y taludes

Proporcionar resistencia a la fuerza de traccin en el suelo

GeogrillamonodireccionalGeotextiles

Refuerzo de suelos blandos

Aumenta la capacidad de soporte del suelo

GeogrillabidireccionalGeotextilesGeocompuestos

Refuerzo de pavimentos

Proporciona resistencia a la traccin y a la fatiga

GeogrillabidireccionalGeotextiles

Control de erosin o estabilizacin superficial

Evita el desprendimiento y transporte de las partculas del suelo provocado por la lluvia, el escurrimiento superficial y el viento

GeomantasGeoclulasBiotejidosBiomantas

Confinamiento Retencin del movimiento superficial del suelo

Geoclulas

Polmeros

POLMEROSDel griego:

POLI : muchas yMEROS : partes

Un material polimrico son varias partes que forman unentero.

Cada parte o unidad se llama un monmero.

Un monmero es la combinacin molecular utilizada paraproducir un polmero.

POLMEROSExisten aproximadamente 50 000 tipos de polmeros enfabricacin alrededor del mundo.

Slo algunos de estos, son empleados en la fabricacin de losgeosintticos:

- Polietileno (PE);- Polipropileno (PP);- Cloruro de Polivinilo (PVC);- Polister (PET);- Nylon (PA);- Poliestireno (PS).

GEOTEXTILES (GT)

Producto textil, sinttico, permeable, utilizado principalmenteen aplicaciones de ingeniera y geotecnia.

Los geotextiles se subdividen en dos grandes familias:

1. Geotextiles tejidos;

2. Geotextiles no tejidos.

GEOTEXTILES TEJIDOS (GTW)Estructuras planas y regulares producidas porentrelazamiento, en ngulos rectos, de dos o ms juegos dehilos en dos direcciones preferenciales, que constituyen aslos hilos de urdidura (paralelos al sentido de produccin) y loshilos de la trama (perpendiculares a los hilos de urdidura).

Se pueden distinguir en funcin de la seccin de las fibras,subdividindose en geotextiles tejidos de tipo monofilamento,multifilamento y del tipo bandalette (cintas achatadas)

Hilos deurdume

Tejido

Hilos de trama

Lanzadera

Tejidosiendo

enrollado

DETALLE DE LA FABRICACION DEL GEOTEXTIL TEJIDO (GTW)

GEOTEXTILES NO TEJIDOS (GTN)Son estructuras planas formadas por fibras filamentos,orientados aleatoriamente, interligados por procesosmecnicos, trmicos o qumicos.

GEOTEXTILES NO TEJIDOS (GTN)

Proceso Mecnico: Entrelazamiento de fibras ofilamentos por medio de agujas dentadas (agujados).

Proceso Trmico: Ligamiento de las fibras o filamentos atravs de la fusin parcial por calentamiento (termofijacin).

Proceso Qumico: Ligamento de las fibras o filamentospor medio de productos qumicos (resinas).

Mesasuperior

Agujas

Fibras

Horugaalimentadora

Mesainferior

Cilindros desalida

Zona deagujado

GEOTEXTILES NO TEJIDOS (GTN) PROCESO MECANICO

Entrelazamiento de las fibras o filamentos por medio de agujas dentadas (agujado), o yactos de agua.

Calandra

GEOTEXTILES NO TEJIDOS (GTN)PROCESO TERMICO

Ligacin de las fibras o filamentos a travs de la fusin parcialpor medio de presin y temperatura (termo fijado), tambinconocido como proceso fsico.

Impregnacin

GEOTEXTILES NO TEJIDOS (GTN)PROCESO QUIMICO

Ligacin de las fibras o filamentos a travs de productosqumicos (resinas), que despus pasan por secado ypolimerizacin.

Impregnacin parcial por spray

GEOTEXTILES NO TEJIDOS (GTN)PROCESO QUIMICO

Los geotextiles son utilizados para:

Recape asfltico en carreteras; Separacin / estabilizacin; Proteccin; Refuerzo; Control de erosin; Impermeabilizacin.

FUNCIONES ASOCIADAS A LOS GEOTEXTILES

GEOMALLAS (GG)Estructuras planas formadas por una red rectangular (grilla) deelementos conectados integralmente, que pueden ser fijados porextrusin, adhesin o entrelazamiento, cuyas aberturas son mayoresque sus componentes, son utilizadas en aplicaciones de ingeniera ygeotecnia.

Las geomallas tienen como mecanismo fundamental defuncionamiento la friccin, pudiendo contar, para algunos tipos degrillas, con el efecto confinamiento de las partculas del suelo que sealojan en sus aberturas.

Las geomallas pueden ser de los siguientes tipos:

GEOMALLAS EXTRUDIDAS (GGE)Fabricadas generalmente de polietileno de alta densidad PAD, a travsde un proceso de extrusin y un sucesivo estiramiento, que puede seren una sola direccin (unidireccional, uniaxial, monodireccional,caracterizadas por una resistencia a la traccin en el sentido longitudinalentre 60 y 200 KN/m) o en las dos direcciones principales (bidireccional,biaxial, biorientada, caracterizadas por una resistencia menor,prcticamente igual en los dos sentidos en un rango de 20 a 30 KN/m).

GEOMALLAS EXTRUDIDAS (GGE)Proceso de fabricacin da las geomallas extrudidas:

Hoja perforada

GeogrillaUniaxial

GeogrillaBiaxial

GEOMALLAS TEJIDAS (GGW)Estructuras planas en forma de red, fabricadas a travs delentrelazamiento (en ngulos rectos) de fibras sintticas con unelevado mdulo elstico generalmente recubiertas por una camadaprotectora, tambin de material sinttico (generalmente PVC opolietileno).

GEOMALLAS KNITTED (GGK)Estructuras planas en forma de red, fabricadas a travs delentrelazamiento de fibras sintticas (con puntos tipo cadena) quepresentan elevado mdulo elstico generalmente recubiertas por unacamada protectora, tambin de material sinttico (generalmente PVCo polietileno).

GEOMALLAS POR ADHESION O SOBREPOSICION DE FIBRAS (GGB)

Son estructuras planas producidas por la sobreposicin y lasucesiva soldadura (adhesin), generalmente en ngulosrectos de las geocintas formadas por un ncleo en poliesterde alta resistencia revestido por una camada de proteccin enpolipropileno.Ese tipo de geomalla es la ms resistente a la traccin longitudinal alcanzado los 1200 KN/m.

GEOMALLAS (GG)

Las geomallas en general pueden tambin ser divididasen dos grupos:

1. las geomallas convencionales;

2. las geomallas compuestas.

FUNCIONES ASOCIADAS A LAS GEOMALLAS

Las geomallas estn asociadas a algn tipo de refuerzo:

Por abajo de la camada granular en carreteras;

Por debajo de balastros en ferrocarriles;

Para reforzar rellenos y presas de tierra;

Como refuerzo sobre suelos blandos;

Como estructuras de suelo reforzado;

Para estabilizar coberturas en rellenos sanitarios;

Otros

GEOREDES (GN)

Mallas formadas por dos series sobrepuestas de hilos (con unespesor entre 1 y 5mm) que se cruzan en ngulos constantes(generalmente entre 600 y 900) formando aberturas regulares yconstantes (en general entre 10 y 60mm), producidas porextrusin de polmeros termoplsticos.

GEOREDES (GN): Proceso de produccinAlimentacin con

polmero

ExtrusoraExtensor giratorio

Vista en planta

Geored siendo abierta

Mandril para

abertura

FUNCIONES ASOCIADAS A LAS GEOREDES

Las georedes son utilizadas:

Como colchn drenante debajo de rellenos compactados;Drenaje de aguas por debajo de edificios;Drenaje de aguas en canchas deportivas;Otros

Para evitar la intrusin de los materiales que sern drenados,las georedes siempre son utilizadas en conjunto congeotextiles (como filtros) y/o geomembranas (como elementosde retencin) u otro material en su superficie (superior y/oinferior), acta como elemento para drenaje, o sea, transportaen su plan todos los fluidos a lo largo de su propia estructura.Presenta ptima resistencia a los esfuerzos de compresin.

GEOMANTAS (GA)Son estructuras constituidas por fibras, hilos o cintas de materialessintticos (PEAD, poliamida, polipropileno, etc.) formando una mallano regular (enmaraado) deformable con un espesor de 10 a 20 mm.Dicho enmaraado puede ser obtenido a travs de la conexintrmica mecnica de los materiales sintticos. Son caracterizadastambin por un alto ndice de vacos (superior a 90%).

FUNCIONES ASOCIADAS A LAS GEOMANTAS

Las geomantas son utilizadas como elementos para el control de la erosin superficial siempre asociadas a una cobertura (suelo, vegetacin o shot-crete):

Revestimiento de taludes secos;

Revestimiento de cunetas en carreteras;

Revestimiento de canales de drenaje;

Otros

GEOCELULAS (GL)

Son formadas por clulas yuxtapuestas producidas por costura osoldadura de tiras de materiales sintticos con una altura prxima a100mm, formando una estructura en forma de colmena similar.

FUNCIONES ASOCIADAS A LAS GEOCLULAS

La principal funcin de las geoclulas es elconfinamiento del terreno o de otros materiales sueltosen ellas colocados.

Tambin son utilizadas para evitar el deslizamientosuperficial en pendientes suaves y/o pronunciadas. Lasgeoclulas tambin son utilizadas como elementos parael control de la erosin superficial siempre asociadas amateriales de relleno (suelo, argamasa, concreto, etc.):

Revestimiento de taludes secos;Revestimiento de canales;Proteccin de rellenos de encuentro de puentes;Muros de contencin;Otros

GEOTUBO (GP)

Son tubos hechos de material sinttico, generalmente PVC oPEAD, corrugados o lisos, perforados o no.

FUNCIONES ASOCIADAS A LOS GEOTUBOS

Estos materiales son empleados para captar y conducir fluidos en sistemas de drenaje para una vasta gama de obras en la moderna Ingeniera. Algunas de ellas son:

Conductores en drenes de pavimento (carreteras, ferrocarriles, aeropuertos);

Conductores en drenes para muros de contencin; Como drenes primarios en sistemas drenantes para la

remocin de percolado en rellenos sanitarios;

Como drenes superficiales en coberturas de rellenos sanitarios;

Como drenes horizontales profundos.

GEOBLOQUES (GF)Son prismas rectangulares fabricados de materiales sintticos livianos yresistentes, generalmente poliestireno expandido, que son empleadosen la geotecnia para reemplazar el suelo con el objetivo de generar unadisminucin de cargas en la construccin de rellenos.

FUNCIONES ASOCIADAS A LOS GEOBLOQUES

Actualmente estos materiales aumentan su participacinen el mercado de geosintticos y son producidos conpoliestireno expandido (EPS) o poliestireno extrudido(XPS), para diversas aplicaciones:

Remplazando suelos en rellenos sobre suelos de baja capacidad de soporte;

Remplazando suelos para disminuir el empuje generado por rellenos sobre muros de contencin;

Como base de carreteras en rellenos de aproximacin de puentes;

Otras

GEOMEMBRANAS (GM)Son sintticos de permeabilidad muy baja, prcticamenteimpermeables, usadas como barrera para el control de lamigracin de fluidos en obras.La mayora de las geomembranas son fabricadas a partir depolmeros extrudidos o co-extrudidos tales como: HDPE, PP,PVC que son extrudidos en hojas muy largas las cuales sonsoldadas en el lugar de aplicacin. sintticas o bituminosas.

GEOMEMBRANAS SINTTICAS (GMS)Pueden ser plastomricos y elastomricos.

Es importante observar que estos materiales tienen comofuncin primaria ser impermeables.

En el caso de geomembranas utilizadas en rellenos sanitarioslos materiales con que compiten generalmente son naturales oarcillas mejoradas que presentan una conductividad hidrulicade aproximadamente 10-9 m/s.

Para una tpica geomembrana termoplstica, la equivalentepermeabilidad por difusin es de aproximadamente 10-13 hasta10-15, debido a tal diferencia se considera las geomembranascomo relativamente impermeables.

Estos materiales tienen utilizacin garantizada y exigida en proyectoshidrulicos, geotcnicos y especialmente de proteccin ambiental, talescomo:

Como barrera para agua potable;

Como barrera para aguas servidas;

Como barrera para percolado;

Como sistema de impermeabilizacin en obras hidrulicas;

Como sistema de impermeabilizacin en obras de carreteras;

Como sistema de impermeabilizacin en obras ambientales;

Otras

FUNCIONES ASOCIADAS A LAS GEOMEMBRANAS

GEOCOMPUESTOS (GC)

Nombre genrico para definir productos formados por laasociacin de dos o mas geosintticos distintos, utilizada enaplicaciones de ingeniera, geotecnia e hidrulica.

La filosofa aplicada en el desarrollo de estos materiales esaquella de combinar las mejores caractersticas de diferentesgeosintticos en la solucin de un problema.

GEOCOMPUESTOS BENTONITICOS (GCL)Son estructuras constituidas por productos geosintticos yproductos minerales (arcilla bentontica), o sea, consisten deuna camada fina de arcilla contenida entre dos capas degeotextil o pegada a una geomembrana sinttica.

Acta como barrera hidrulica para el agua, percolado uotros lquidos. Son utilizados para reemplazar camadas dearcilla compactada y a veces geomembranas.

Debajo de geomembranas, en sistemas deimpermeabilizacin para rellenos sanitarios (Base yCobertura);

Como sistema de impermeabilizacin en obras hidrulicas;

Otras

FUNCIONES ASOCIADAS A LOS GEOCOMPUESTOS BENTONITICOS

GEOCOMPUESTOS CON GEOMEMBRANAS (GCM)

Son estructuras formadas por productos geosintticos de loscuales por lo menos uno de los componentes sea unageomembrana.

Geomembrana + Geotextil Geomembrana + Geodren

GEOCOMPUESTOS PARA DRENAJE (GCD)

Asociacin de una geored (o geomanta) entre dos capas degeotextil en forma de lmina o de cintas. La geored (ogeomanta) tiene la funcin drenante y de separacin y losgeotextiles tiene una funcin filtrante.

Algunas veces los geocompuestos para drenaje pueden serfabricados con apenas un geotextil, asociado a una geored ogeomanta, o tambin, para algunas exigencias puede serconstituido por un geotextil con funcin filtrante, por unageored o geomanta con funcin drenante y por unageomembrana con funcin de barrera.

GEOCOMPUESTOS PARA DRENAJE (GCD)

El espesor de los geocompuestos para drenaje esvariable entre los 5 y los 30 mm.

GEOCOMPUESTOS PARA REFUERZO (GCR)

Son estructuras producidas industrialmente, constituidas porun geotextil, que tiene la funcin de separacin y unageomalla extrudida con funcin de refuerzo.

BIOTEJIDOS (BT)Estructuras constituidas por fibras naturales biodegradables (yute,coco) unidas mecnicamente de manera que se forma unaestructura tejida, abierta (permeable) y relativamente deformable,fcilmente adaptable a la superficie a ser protegida.

Los biotejidos, asumen funciones como refuerzo superficial para laproteccin contra la erosin de taludes suaves y acentuados, durantela fase del crecimiento de la vegetacin.

BIOMANTAS (BA)Son estructuras constituidas por fibras naturales (paja, coco,sisal, etc.), en general contenidas entre redes de materialessintticos (polipropileno poliamida) o natural (yute)generalmente cosidas mecnicamente.

Las biomantas tienen un espesor de alrededor de 10mm,anlogamente a los biotejidos, las biomantas son empleadasen pendientes leves y acentuadas para facilitar el crecimientodefinitivo de la vegetacin y mejorar las caractersticas deresistencia a la erosin (refuerzo superficial).

BIOCELULAS (BL)

Son estructuras formadas por clulas yuxtapuestas resultantesde la unin de tiras naturales biodegradables unidas por variosmtodos.

BIOCOMPUESTO (BC)

Nombre adoptado para definir una estructura ya montadaformada por productos naturales biodegradables.

Ejemplo: Biocompuesto para drenaje (BCD)

APLICACIONES, FUNCIONES Y PRODUCTOS INDICADOS

APLICACIONES FUNCIONES PRODUCTOSTalud de suelo reforzado

Refuerzo y control de la erosin

GTW, GG, GA, BT, BA, GC

Muro con suelo reforzado

Separacin, refuerzo y confinamiento

GTW, GG, GC

Estabilizacin para base de carreteras

Separacin, refuerzo y confinamiento

GTW, GTN, GG, GL, GFO

Refuerzo de pavimentos

Separacin y refuerzo GTN, GG

Estabilizacin de vas frreas

Separacin, refuerzo y confinamiento

GTW, GTN, GG, GL

Terrapln sobre suelos blandos

Separacin y refuerzo GTW, GTN, GG, GFO

Terraplenes Filtracin, drenaje,separacin, proteccin e impermeabilizacin

GTN, GR, GM, GC

APLICACIONES FUNCIONES PRODUCTOSDrenaje Filtracin y drenaje GTN, GR, GC, GPDensificacin de suelos blandos

Filtracin y drenaje GTN, GC

Tneles Filtracin, drenaje e impermeabilizacin

GTN, GR, GM, GC

Control de erosin Control de erosin y confinamiento

GA, GL, BT, BA

Refuerzo secundario de concreto

Proteccin e impermeabilizacin

GC

Impermeabilizaciones Proteccin e impermeabilizacin

GM, GC