1. INTRODUCCIÓN Geosintéticos 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. 2. OBJETIVOS: 2.1. OBJETIVO PRINCIPAL Tener un documento técnico que sirva de Guía conceptual para Conocer las diferentes funciones de los geosintéticos utilizados en la construcción de embalses para riego 2.2. OBJETIVOS SECUNDARIOS Conocer los usos y aplicaciones de los geotextiles Aprender la importancia del uso de los geosintéticos en mejoras y menos gastos para el constructor. 3. IMPORTANCIA DEL USO DE GEOSINTÉTICOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE EMBALSES PARA RIEGO 3.1. GEOSINTETICOS ¿Que son los Geosinteticos? Son materiales fabricados a partir de varios tipos de polímeros derivados del petróleo, Mejoran y hacen posible la ejecución de proyectos de ingeniería civil y geotécnica en difíciles condiciones. Protegen los suelos mejorando sus propiedades. Beneficios del Uso de Geosinteticos Reduce los costos en la construcción. Sirve como barrera contra la erosión de suelos. Funcionan como manto drenante, en reemplazo de estratos de material granular. Es inerte frente a la mayoría de agentes químicos. Refuerza el suelo, mejorando sus cargas últimas. Permite la construcción de taludes de gran inclinación, inclusive de muros verticales de gran altura. Función primaria o secundaria posiblemente actúe de acuerdo a su aplicación. APLICACIONES OBRAS DE CIMENTACIÓN (FUNDACIONES) OBRAS VIALES OBRAS CON PRESENCIA DE AGUA OBRAS DE IMPERMEABILIZACIÓN OBRAS HIDRÁULICAS TIPOS DE GEOSINTÉTICOS 3.1.1. Geotextiles(carlos Gonzales) Fabricados de fibras de polipropileno o poliéster, los geotextiles no tejidos y tejidos, presentan muchos beneficios, entre ellos, sirven como filtros y drenajes, mejoran la capacidad portante del terreno, separa las estructuras del pavimento, evitando así la contaminación de agregados, entre otros. Dentro del grupo de los geosintéticos tenemos los geotextiles que se definen como “un material textil plano, permeable polimérico (sintético o natural) que puede ser No Tejido, Tejido o tricotado y que se utiliza en contacto con el suelo (tierra, piedras, etc.) u otros materiales en ingeniería civil para aplicaciones geotécnicas”. Los Geotextiles Tejidos son aquellos formados por cintas entrecruzadas en una máquina de tejer. Pueden ser Tejidos de calada o tricotados. Los Tejidos de calada son los formados por cintas de urdimbre (sentido longitudinal) y de trama (sentido transversal). Su resistencia a la tracción es de tipo biaxial (en los dos sentidos de su fabricación) y puede ser muy elevada (según las características de las cintas empleadas). Su estructura es plana. Los Geotextiles No Tejidos están formados por fibras o filamentos superpuestos en forma laminar, consolidándose esta estructura por distintos sistemas según cual sea el sistema empleado para unir los filamentos o fibras. TIPOS DE GEOTEXTILES GEOTEXTILES TEJIDOS Son aquellos formados por cintas entrecruzadas en una máquina de tejer. Están conformados mediante cintas de polipropileno en sentido de urdimbre (sentido longitudinal) y de trama (sentido transversal), mediante la ejecución de un procedimiento textil. Es el tejido más simple y eficiente, conocido también como "uno arriba y uno abajo", dando como resultado una estructura plana. Su resistencia a la tracción es de tipo biaxial (en los dos sentidos de su fabricación). Gracias a su estructura y las características de las cintas empleadas, se caracterizan por tener altas resistencias y bajas deformaciones, por lo que su aplicación está orientada al refuerzo de vías, muros, terraplenes y cimentaciones. Tejidos - tejidos PET Es un tejido de refuerzo de gran resistencia a la tracción, con baja deformación y buena permeabilidad al agua. Tejido hasta 1250 kn/m de resistencia tracción Aplicaciones o Estabilización de terraplenes sobre suelos blandos y suelos saturados o Carreteras o Ferrocarriles o Túneles o Diques espigones, rompeolas y escolleras GEOTEXTILES NO TEJIDOS Se forman a partir de un entrelazado de fibras o filamentos de polipropileno mezclados aleatoriamente, conformando una capa textil con altas propiedades de filtración y drenaje. Los geotextiles fabricados por este proceso tienen buenas características mecánicas manteniendo un espesor uniforme, el cual les confiere mayor estructura tridimensional, gran elongación (pueden estirarse desde un 40% hasta un 120% o más, antes de entrar en carga de rotura) lo que les proporciona muy buena adaptación a las irregularidades de los terrenos, unas excelentes propiedades para protección, (suele denominarse efecto colchón) y muy buenas funciones de filtración y separación. APLICACIONES GENERALES o o o o o o o o o o o o Sistemas de drenajes. Separación de agregados. Estabilización de vías. Refuerzo de suelos. Muro de suelo reforzado. Filtro de gaviones. Filtro para enrocados. Repavimentación. Protección de Geomembranas. Prevención de roderas. Fijación de taludes. Control de erosión. 3.1.1.1. GEOTEXTILES PARA SISTEMAS DE SUBDRENAJE Los geotextiles no tejidos debido a su porosidad mayor al 80% y estructura de fibras entrelazadas aleatoriamente, poseen una alta permeabilidad, permitiendo el paso del agua y reteniendo las partículas del suelo. Además, debido a su espesor y estructura interna, permiten el drenaje del agua en su plano. Ventajas Incrementan la vida útil de las estructuras de drenaje. Evitan la colmatación del material drenante. Aumentan la capacidad de evacuación de los líquidos. Campos de aplicación Filtros tradicionales en vías, estacionamientos, edificaciones y campos deportivos. Colchones drenantes bajo estructuras como terraplenes y vías. Chimeneas drenantes en el espaldón de muros de contención. 3.1.1.2. GEOTEXTILES PARA ESTRUCTURAS EN SUELO REFORZADO Las estructuras en suelo reforzado, se conforman a partir de material seleccionado y compactado, acompañado de capas de geotextil tejido. Estos se han convertido mundialmente en una alternativa de construcción frente a los muros de concreto reforzado y a los terraplenes conformados. Campos de Aplicación Conformación de bancas y estructuras de contención en vías. Ampliación de áreas planas. Incremento de ángulos de inclinación de la cara, en taludes y terraplenes. Reconformación de deslizamientos. Ventajas Disminuyen el costo total de la obra, comparativamente con sistemas convencionales de construcción. Reducen el tiempo de construcción. No requieren mano de obra ni equipo especializado para su construcción. Posee múltiples alternativas de fachada: revegetados, en bloque de concreto, mampostería, piedra pegada entre otros. 3.1.1.3. GEOTEXTILES PARA PROTECCIÓN DE SISTEMAS DE IMPERMEABILIZACIÓN CON GEOMEMBRANAS El medio ambiente se puede ver seriamente afectado por la actividad minera, el manejo de desperdicios y sus actividades asociadas. La tecnología de los geosintéticos ofrece una manera segura y controlada de manejar esta situación, mediante sistemas de impermeabilización con geomembranas acompañadas de geotextil no tejido. En rellenos sanitarios y de residuos mineros, los geotextiles no tejidos además de proteger la geomembranas durante el proceso constructivo, actúan como transmisor de fluidos o disipador de gases evitando la saturación del sistema. En el caso de embalses, lagunas de oxidación y estructuras de almacenamiento de fluidos, los geotextiles no tejidos se utilizan para proteger las geomembranas de los esfuerzos inducidos por objetos angulosos que afecten la impermeabilidad del sistema además de ayudar a disipar subpresiones causadas por fluidos. 3.1.2. Geomallas (jose carlos) 3.1.3. Georedes (edinson neira) 3.1.4. Geomembranas (carlos Gonzales) 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. 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. APLICACIONES: Es 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. 3.1.5. geoesteras (Frank salcedo ) 3.1.6. geocélula (edgar acuña) 3.1.7. GEOCOMPUESTOS DE DRENAJE (JHON MIRES) Un geocompuesto de drenaje consiste en la combinación de geotextil y geored, combinando las cualidades más sobresalientes de cada material, de tal manera que se resuelva en forma óptima la captación y conducción de fluidos. La geored es un geosintético especialmente diseñado para la conducción de fluidos, el cual es fabricado con un material resistente a los factores térmicos, químicos y biológicos presentes en el suelo y que podrían llegar a afectar la integridad y desempeño de la estructura. La geored es un sistema romboidal formado por tendones sobrepuestos conectados entre sí, que forman canales de elevada capacidad drenante, útiles en aplicaciones de ingeniería geotécnica, ambiental, hidráulica y de transporte. El geotextil empleado para la fabricación de geocompuestos de drenaje es el No Tejido punzonado por agujas; ya que dentro del sistema cumple la función de filtro para retener el suelo y dejar pasar el agua que posteriormente será conducido por la geored. CLASIFICACIÓN: GEODRÉN PAVCO Este tipo de geocompuesto surgió básicamente como una alternativa a los sistemas tradicionales de drenaje y para brindar un producto que tuviera la capacidad de conducir flujos en mayores cantidades que las que un geotextil puede manejar, debido a la magnitud de algunos proyectos. A continuación, se mencionan los tipos de geocompuestos especiales para el control de agua en estructuras geotécnicas o de pavimento a. GEODRÉN PLANAR El geodrén planar es el sistema más adecuado para captar y conducir los fluidos en su plano hacia un sistema de evacuación. Este geocompuesto se utiliza principalmente para los sistemas de drenaje en muros de contención, drenaje de terraplenes, drenaje de campos deportivos, captación de lixiviados dentro de rellenos sanitarios y sistemas de drenaje en vías. b. GEODRÉN CIRCULAR El geodrén circular es un geocompuesto que combina las excelentes propiedades hidráulicas de tres elementos que conforman al sistema: geotextil No Tejido punzonado por agujas, geored y tubería circular perforada de drenaje. Este geocompuesto integra estos elementos para obtener un sistema prefabricado de drenaje que, instalado en zanjas o trincheras, permite captar y evacuar con alta eficiencia los fluidos. Al igual que el geodrén planar, este sistema de drenaje con tubería se utiliza para muros de contención, rellenos sanitarios, campos deportivos, terraplenes y para los subdrenes en vías, con la función adicional de evacuación de fluidos por medio de la tubería. PROCESO DE FABRICACIÓN El proceso de fabricación del geocompuesto está elaborado principalmente por un proceso de laminación de dos capas de geotextil No Tejido punzonado por agujas y una capa de geored. La fabricación de la geored consiste en producir mallas de polietileno de mediana o alta densidad de entramado romboidal, su proceso de fabricación es denominado extrusión integral, consiste en la extrusión del polímero hacia una matriz consistente en un rodillo contrarotatorio provisto de ranuras longitudinales en su cara exterior montado concéntricamente al interior de un cilindro hueco con ranuras idénticas en su cara interior. El plástico extruído fluye longitudinalmente a través de las estrías mientras el rodillo y el cilindro giran en sentidos opuestos. Así, cada una de las caras ranuradas forma un plano compuesto por una serie de filetes paralelos de polímero fundido que se unen por contacto formando de este modo un tubo compuesto por el entramado de celdas romboidales. Este tubo es finalmente estirado dando el tamaño deseado de las celdas y luego cortado longitudinalmente dándole de este modo la forma de una lámina. El proceso de laminación del geocompuesto garantiza que se genere un ángulo de fricción entre las 3 capas de materiales, indispensable cuando se trabaja en taludes con altas pendientes y asegura que el geocompuesto mantenga su estructura de pantalla drenante durante los severos procesos de instalación. Es posible fabricar el geocompuesto de drenaje con un número mayor de redes si el caudal de diseño a transportar es mayor a la capacidad de transmisividad de la red con la finalidad de conducir por medio de la pantalla drenante, los líquidos o gases hacia el sistema de evacuación. FUNCIONES Y APLICACIONES A continuación, se enuncian algunas de las principales funciones realizadas por los geocompuestos de drenaje, los cuales funcionan como sistemas de drenaje en estructuras de contención, en vías, entre otras. Como drenaje en los espaldones de los muros de contención. Como drenaje debajo de las geomembranas en presas y canales. Como sistema de subdrenaje de campos deportivos. Como sistema de subdrenaje debajo de la fundación de edificaciones. Como sistema de subdrenaje en carreteras y pistas de aterrizaje. Como sistema de subdrenaje debajo de terraplenes. En rellenos sanitarios como sistema de evacuación de gases y lixiviados. Sistemas de subdrenaje en sótanos. Sistema de drenaje de aguas de infiltración en muros de contención. Sistema de subdrenaje en cimentaciones.