geomebranas monografia terminado (1)
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DEDICATORIA
El presente trabajo monográfico va dedicado con mucho cariño para todos los
estudiantes de ingeniería civil en general, esta información servirá para
alimentarlos de conocimientos sobre los conceptos generales de las
geomembranas.
GEOMEMBRANAS 1
OBJETIVOS
Aprovechamiento de los sub productos generados en el sistema de
tratamiento, en su fase liquida como riego, en su fase sólida como
fertilizante orgánico de gran valor, en su fase gaseosa quemando
directamente el metano para calentamiento o generando energía eléctrica.
Eliminación de malos olores
Recuperación de suelos, mayor producción por unidad de área, agricultura
orgánica y el desarrollo de una agricultura sostenible
Ahorro energético al emplear fuentes alternativas de energía como es el
gas metano proveniente de biodigestores.
A través de la fertilización de pastos y otros cultivos como café, plátano,
maíz se logra un mejor desarrollo de estos y la posibilidad de fijar mayores
cantidades de CO2 de la atmósfera para producir materia orgánica
contribuyendo con la reducción de los gases de efecto invernadero.
Disminuye la presión sobre la frontera agrícola por intensificación indirecta
de la ganadería, debido a una mayor producción de forraje por unidad de
superficie.
Al tener animales sanos se utilizaran menos medicamentos y por ende se
ahorraran costos y se disminuirá la generación de residuos peligrosos.
Posibilidad de acceder a mercados internacionales a través de los TLC
Acceso a créditos blandos y subsidios de la comunidad internacional
Ser referente nacional en el sector por buenas prácticas ambientales
Obtener recursos adicionales por la comercialización de subproductos
como compost de excelente calidad
GEOMEMBRANAS 2
INTRODUCCIÓN
Las Geomembranas sintéticas de muy baja permeabilidad son utilizadas en
contacto con un material geotécnico como revestimiento o barrera, para el control
de la migración de fluidos en un proyecto estructura o sistema hecho por el
hombre.
Son de óptimo comportamiento en la impermeabilización de reservorios, piscinas
de tratamiento de lodos o barrera, para el control de la migración de fluidos en un
proyecto estructura o sistema hecho por el hombre.
Son de óptimo comportamiento en la impermeabilización de reservorios, piscinas
de tratamiento de lodos petroleros, piscinas de tratamiento de aguas servidas,
rellenos sanitarios, lagunas decorativas, protección contra erosión de taludes,
canales, control de evaporación y polución, etc.
El presente trabajo monográfico titulado:”GEOMEMBRANAS”, tiene como objetivo
dar a conocer los conceptos básicos de los usos y aplicaciones de estas y saber
que el ingeniero civil es capaz de realizar obras de buena calidad utilizando este
material.
En la presente monografía presentamos 4 capítulos, las cuales están
estructuradas de la siguiente manera:
*Capítulo I: Geomembranas
*Capitulo II: Tipos de Geomembranas.
*Capítulo III: Usos y Aplicaciones de las Geomembranas
*Capítulo IV: Mantenimiento de las Geomembranas
GEOMEMBRANAS 3
DEDICATORIA IOBJETIVOS IIINTRODUCCION IIIINDICECAPITULO I: GEOMEMBRANAS
1. GEOMEMBRANAS 71.1. CONCEPTO 71.2. CARACTERISTICAS 81.3. PROPIEDADES 8
1.3.1. COMPATIBILIDAD QUÍMICA 81.3.2. RSISTENCIA AL AGRIETAMIENTO 91.3.3. RESISTENCIA EN LA SUPERFICIE DE CONTACTO 10
CAPITULO II: TIPOS DE GEOMEMBRANAS2. TIPOS DE GEOMEMBRANAS 12
2.1. LISA 122.1.1. GEOMEMBRANA LLDPE 122.1.2. GEOMEMBRANA HDPE 132.1.3. GEOMEMBRANA PVC 14
2.2. TEXTURIZADA 152.2.1. GEOMEMBRAANA HDPE TEXTURIZADA 152.2.2. GEOMEMBRANA LLDPE TEXTURIZADA GM17 16
2.3. PIGMENTADA 172.4. FLEXIPOLYEL 172.5. CONDUCTIBLE 18
CAPITULO III: APLICACIONES3. APLICACIONES 21
3.1. MANEJO DE DESECHOR URBANOS 213.2. INDUSTRIA PETROLERA Y GASIFERA 213.3. OPERACIONES MINERAS 223.4. SECTOR ACUIFERO 233.5. ARQUITECTURA Y PAISAJISTICA RECREATIVA 233.6. CONSTRUCCIÓN CIVIL 24
CAPITULO IV: INSTALACION DE LAS GEOMEMBRANAS4. INSTALACION 26
4.1. PREPARACION DE LA SUPERFICIE 264.1.1. CALIDAD DE LA SUPERFICIE 264.1.2. REVISION DE LA SUPERFICIE 274.1.3. ARREGLOS O REPARACION DE LA SUPERFICIE 27
4.2. CONTROL DE LA VEGETACION 27
GEOMEMBRANAS 4
4.3. ZANJA DE ANCLAJE 274.4. COLOCACIÓN DE LA GEOMEMBRANA 28
4.4.1. DESCARGUE DEL MATERIAL 284.4.2. EXTENSIÓN DE LA GEOMEMBRANA 284.4.3. TALUDES 304.4.4. CORTAS 30
4.4.4.1. TRATAMIENTO DE LAS CORTAS 304.5. CONDICIONES CLIMATICAS 314.6. SELLAD EN CAMPO 31
4.6.1. ORIENTACION DE LOS SELLADOS O UNIONES 314.6.2. EQUIPOS Y PRODUCTOS PARA SELLADO O UNION DE
GEOMEMBRANAS PE 314.6.3. SELLADO POR FUSION 324.6.4. SELLADO POR EXTRUSION 33
4.7. PREPARACION DE LAS UNIONES 334.8. SELLADOS DE PRUEBA 344.9. SELLADO DE LOS ROLLOS 344.10. REQUERIMIENTOS DE SUPERVIVENCIA 344.11. REPARACIONES 36
4.11.1. PROCEDIMIENTOS DE REPARACION 364.11.2. VERIFICACION DE LAS REPARACIONES 37
4.12. ACOPLES A TUBERIAS Y/O OTROS ELEMENTOS 374.13. TECNOFIJACION A ESTRUCTURAS ESPECIALES 374.14. RELLENO DE ZANJA DE ANCLAJE 37
CONCLUSIONES IVANEXOS V
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CAPITULO I
GEOMEMBRANAS
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1. GEOMEMBRANAS
1.1.CONCEPTO.- Geomembrana es el nombre genérico que recibe la lámina
impermeable hecha a partir de diferentes resinas plásticas o materiales
sintéticos, que tienen la función de evitar el paso de fluidos en cualquier
proyecto, estructura o sistema realizado por el hombre. La composición
química de los fluidos que vaya a contener una geomembrana será un
factor determinante en la elección de la materia prima de la cual esté
hecha.
La calidad de las Geomembranas comienzan con la selección de la resina
base; estas están especialmente formuladas para cumplir las más
exigentes especificaciones, se mezclan con negro de humo y aditivos
antioxidantes que garantizan una larga duración; incluso en condiciones de
exposición a la intemperie. La selección del material correcto de la
geomembrana, o la combinación de materiales, es de importancia crítica e
incluye la consideración de condiciones climáticas, exposición ultravioleta,
estabilidad del substrato, la sustancia que es contenida, y la vida de
servicio requerida. Otras consideraciones tales como localización del
proyecto, condiciones del sitio, circunstancia de la instalación del campo
área de la instalación del campo y are de la instalación también necesitan
considerado.
Su presentación es en rollos y viene en diferentes espesores, cada
material sintético tiene cualidades físicas y químicas distintas que hacen la
diferencia para cada geomembrana, los más comunes son HDPE, PVC,
FPP y LLDPE.
La impermeabilidad de las Geomembranas es bastante alta comparada
con los Geotextiles o suelos, aun con suelos arcillosos; valores normales
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de permeabilidad para una Geomembrana medida para transmisión de
agua y vapor están en un rango de 1x10-12 a 1x10-15 m/s, por esto las
Geomembranas son consideradas impermeables.
1.2.CARÁCTERÍSTICAS.- El objetivo principal de las geomembranas es
mantener ciertas áreas impermeabilizadas evitando o previniendo el paso
de fluidos. Para poder llevar a cabo este objetivo necesitan contar con
ciertas características, tales como bajos niveles de permeabilidad,
capacidades reflexivas y resistencia a los rayos UV.
Bajos niveles de permeabilidad: Esta característica puede ser la
más importante de las geomembranas. Se trata de su capacidad de
aislar ciertas áreas del contacto con fluidos, como el agua. Los
fluidos no se filtran a través de la superficie de las geomembranas,
tampoco los lixiviados ni los gases, lo que hace que sean métodos
eficaces de aislamiento.
Capacidades reflexivas: Las capacidades reflexivas de las
geomembranas impiden el paso de la luz y, en consecuencia,
mantienen estable la temperatura de la superficie que cubren.
Resistencia a los rayos UV: La continua exposición a los rayos
ultravioleta no afecta la estructura de las geomembranas.
1.3.PROPIEDADES DE LAS GEOMEMBRANAS
1.3.1. COMPATIBILIDAD QUÍMICA:
La principal ventaja de las geomembranas de HDPE es su mejor
resistencia química a los hidrocarbonos y solventes (Vandervoort
1992). Sin embargo, esta data se generó utilizando el Método 9090 de
EPA, que no considera la resistencia a los productos químicos bajo los
esfuerzos que le serán impuestos al sistema de revestimiento. La
naturaleza semi-cristalina del HDPE puede hacerlo más susceptible al
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esfuerzo por agrietamiento cuando se le realiza la prueba al esfuerzo
en la presencia del lixiviado. Además, esta prueba fue conducida
utilizando HDPE y no las geomembranas MDPE. Las geomembranas
MDPE son menos resistentes a los productos químicos que las
geomembranas de HDPE porque la resistencia a los productos
químicos aumenta con la densidad de la resina.
Aun cuando es deseable la resistencia a los productos químicos del
HDPE a los hidrocarbonos, esto da como resultado un cierto número
de características menos deseables que incluyen el esfuerzo al
agrietamiento, mala afinidad con el subsuelo, baja fricción en la
interfaz, y mala elongación a la tracción axi-simétrica (Koerner 1998).
Vandervoort (1992) mostró que la diferencia en las resistencias
químicas entre el HDPE y el PVC puede ser significativa para
hidrocarbonos y solventes clorinados, oxigenados y de petróleo crudo.
Puesto que se ha encontrado que el lixiviado en los rellenos sanitarios
de desechos sólidos municipales (MSW) es levemente neutral, con un
pH de cerca de 7, y los principales constituyentes inorgánicos son el
plomo y el cadmio (Oweis y Khera 1998), las geomembranas de PVC
son muy apropiadas para rellenos sanitarios MSW (ver foto más
abajo).
Las exitosas pruebas de ensaye 9090 practicadas a varias
geomembranas de PVC apoyan esta conclusión y las geomembranas
de PVC han sido utilizadas en revestimientos de rellenos sanitarios
MSW desde 1980 aproximadamente. Debe tomarse en cuenta que las
geomembranas de PVC pueden ser formuladas con el fin de
proporcionar resistencia a productos químicos en medioambientes
específicos, p.ej., PVC resistente-al-petróleo, lo que será el tema a
tratar en un futuro Boletín Técnico de PGI. Resumiendo, las
geomembranas de HDPE y PVC deben ser formuladas para resistir el
medioambiente específico-del-lugar, pero parece ser que ambas
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geomembranas entregarán una adecuada resistencia a los productos
químicos en los rellenos sanitarios MSW.
1.3.2. RESISTENCIA AL AGRIETAMIENTO.- El Polietileno está formado
por la polimerización de compuestos que contienen una adhesión no
saturada entre dos átomos de carbón. Esto da como resultado una alta
cristalinidad que lo hace resistente a una amplia gama de productos
químicos pero también aumenta su tendencia a la ruptura bajo
esfuerzo. El esfuerzo a la rotura, que se ha visto frecuentemente en
terreno, se refiere a la falla de la geomembrana bajo esfuerzo en forma
quebradiza mostrando poquísima o casi ni una elongación adyacente a
la superficie con falla (Hsuan 1998).
Los factores fundamentales que están dominando al esfuerzo por
agrietamiento son las características del polímero, dentro de las cuales
la cristalinidad y el peso molecular son los más importantes (Hsuan
1998). Por supuesto, el PVC es un termoplástico amorfo, y no un
termoplástico cristalino, y por lo tanto no es susceptible al esfuerzo por
agrietamiento. Sin embargo, puede ser susceptible a la migración del
plastificante, lo que ha sido manejado por los manufacturadores que
han desarrollado nuevos plastificantes primarios y estabilizadores para
aumentar la retención del plastificante.
1.3.3. RESISTENCIA EN LA SUPERFICIE DE CONTACTO.- Varias fallas
en taludes, p.ej., Boschuk (1991) y Seed et al. (1990), han mostrado la
importancia de las resistencias en las superficies de contacto
suelo/geomembrana y geosintético/geomembrana en la estabilidad de
los taludes revestidos con geomembrana. Una gran cantidad de
literatura está disponible en relación a la resistencia de la
geomembrana en sus superficies de contacto y está claro que las
geomembranas más lisas y más duras, p.ej., HDPE, exhiben menores
valores de fricción en la interfaz que las geomembranas más blandas y
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más ásperas, p.ej., PVC. En los años recientes, las geomembranas
texturadas de HDPE han sido utilizadas con el fin de cumplir y en
algunos casos, exceder, la resistencia en la interfaz desarrollada con la
geomembrana lisa de PVC.
CAPITULO II
TIPOS DE
GEOMEMBRANAS
GEOMEMBRANAS 11
2. TIPOS DE GEOMEMBRANAS
2.1.LISA
2.1.1. GEOMEMBRANA LLDPE 40 MILS.- Es una geomembrana hecha
de polietileno de baja densidad (LLDPE) con acabado liso, estas
geomembranas ofrecen mayor flexibilidad que las de alta densidad,
sus propiedades permiten que tenga una alta elongación ideal para
suelos irregulares o posibles asentamientos, excelente
impermeabilidad y alta resistencia contra los ataques químicos y
agresivos.
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Esta información representa los valores típicos del material en
referencia proporcionados por el fabricante y no tiene intención de ser
una garantía, Geo Proyectos y Diseños Ambientales S.A. de C.V. no
asume la responsabilidad del uso de esta información.
2.1.2. GEOMEMBRANA HDPE.- Es una geomembrana hecha de
polietileno de alta densidad (HDPE) con acabado liso. Posee
características superiores, las cuales incluyen una alta estabilidad
dimensional, excelente Impermeabilidad y alta resistencia contra los
ataques químicos y agresivos, excelente resistencia al sometimiento
ambiental y contra rayos UV.
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Esta información representa los valores típicos del material en
referencia proporcionados por el fabricante y no tiene intención de ser
una garantía, Geo Proyectos y Diseños Ambientales S.A. de C.V. no
asume la responsabilidad del uso de esta información.
2.1.3. GEOMEMBRANA PVC: La geomembrana de PVC es un material
plano impermeable elaborado a base de polimeros sintéticos de
Cloruro de Polivinilo (PVC). Las geomembranas por sus multiples
caracteristicas y ventajas son usadas como revestimiento
impermeable en los suelos para proyectos de ingeniería geotécnica o
civ.
La prueba correspondiente a la resistencia a la tensión de la
geomembrana reforzada es la ASTM D751 y la no reforzada es la
ASTM D882. Para la geomembrana reforzada le elongación se mide a
ruptura de malla.
La prueba correspondiente a la resistencia de la geomembrana
reforzada es la ASTM D751 y la no reforzada es la ASTM D1004.
- En las geomembranas reforzadas la resistencia del material es
proporcionada principalmente a través de la malla de refuerzo que va
incorporada a la membrana.
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- Se realizan también pruebas de resistencia a la tensión tipo corte
(shear) y desprendimiento (peel) en las uniones termo fijadas ó
adheridas.
- Para propiedades especificas del material favor de contactarnos.
Esta información representa los valores típicos del material en
referencia proporcionados por el fabricante y no tiene intención de ser
una garantía, Geo Proyectos y Diseños Ambientales S.A. de C.V. no
asume la responsabilidad del uso de esta información.
2.2.TEXTURIZADA:
2.2.1. GEOMEMBRANA HDPE TEXTURIZADA: Es la versión texturizada
del HD. Es una Geomembrana de polietileno de alta densidad, co-
extruidas y consisten aproximadamente de 97.5% de polietileno, 2.5%
de negro de humo y cantidades pequeñas de antioxidantes y
estabilizadores de calor; no se utilizan otros aditivos, tiene excelente
resistencia a la radiación y es adecuada para condiciones de
exposición a los rayos UV.
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2.2.2. GEOMEMBRANA LLDPE TEXTURIZADA GM17: Lámina soplada o
barrera de baja permeabilidad texturizada por una o ambas caras
usada con el fin de controlar la migración de fluidos de proyectos,
obras o estructuras. Estabilizada con
Antioxidantes que le confieren una alta resistencia a los químicos
y una excelente duración. Recomendada para proyectos con
taludes de mayor inclinación o que requieren de mayor fricción
en terrenos con niveles diferenciales dedureza o altura y otros
usos de Geomembrana especificación igual o superior a GM17.
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2.3.PIGMENTADA:
Con un cuidadoso proceso de desarrollo y sensibilidad para atender las
necesidades del mercado en cada momento, hemos creado productos para
una amplia gama de procesos.
• Compuestos cristales o con carga (naturales o pigmentados)
• Compuestos con protección antiflama, oxidaciòn o intemperie
• Master batch químicamente inerte
• Películas de PVC con y sin soporte
• Geomembrana de PVC
• Geomembrana de polietileno
Con formulaciones adecuadas para extrusión, inyección, soplado o
calandrado, tenemos un compuesto para cada necesidad.
Características:
• Dureza en shore A de 65 a 98 grados
• Peso específico de 1.210 a 1.530
• Elongaciones de 120 a 650%
• Pigmentación en colores sólidos y tinturas
• Materias primas de grado alimenticio (aprobadas por FDA)
• Protección al envejecimiento prematuro por intemperie
Película, Geomembrana y Laminados
Compuestos Peletizados
Película con o sin soporte Geomembranas atóxicas Calibres de 0.5 a 1.5 mm Ancho de 205 cm para PVC Ancho de 135 cm para PE
Compuestos cristales y opacos
Flujo acondicionado para alta o baja velocidad
Rangos térmicos de 60ºC, 75ºC, 90ºC y 105ºC (para conductores eléctricos
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2.4.FLEXIPOLYELLas Geomembranas de Polietileno tienen una utilización generalizada como
elemento fundamental de estanqueidad como revestimiento en pilas de
lixiviación, depósitos, canales, presas, embalses y estanques de contención
entre otras.
Puesto que, el polietileno es un material termoplástico semicristalino que
posee buenas propiedades mecánicas, gran inercia química, alta aislación
eléctrica, apolar, no absorbe humedad, inodoro e inerte fisiológicamente, su
procesamiento con la moderna tecnología de co-extrusión-soplado le
permite además entregarle al manto tricapa, propiedades físico químicas
que mejoran su comportamiento flexible, manteniendo sus características
de resistencia tensil intacta.
Las Geomembranas FLEXIPOLYEL de Polytex tienen estas características
y son fabricadas con resinas específicas bajo una formulación única, que
permite homologar la flexibilidad elastómera del PVC pero con una mayor
resistencia tensil y al punzonado, especial para bases de pilas de lixiviación.
El HDPE puede tener mayor resistencia mecánica, sin embargo es mas
rígido y quebradizo.
2.5.CONDUCTIBLE:
La GSE Conductiva Texturizada (Solo una Superficie) es una versión de la
GSE Conductiva. La GSE Conductiva es una geomembrana HDPE, a
prueba de chispas, patentada, que está hecha de una capa delgada
aproximadamente de 3 mil (0.075 mm)] de negro de humo conductivo
eléctricamente que es instalada en el lado conductivo de la lámina
desplegada. Esta capa conductiva es parte del espesor total, el residuo del
cual es una capa primaria estabilizada de negro de humo de alta densidad
(HDPE) La GSE Conductiva Texturizada puede ser fácilmente probada
contra daños después de la instalación utilizando equipo capaz de realizar
pruebas contra chispas en el campo. El lado superior texturizado
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(conductivo) puede ser de una superficie negra o blanca. Estas
especificaciones del producto cumplen o exceden GRI GM13.
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CAPITULO III
APLICACIONES
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3. APLICACIONES:
3.1. MANEJO DE DESECHOS URBANOS:
Rellenos sanitarios.
Zonas de almacenamiento para el tratamiento de suelos
contaminados: El diseño de rellenos sanitarios, hoy en día, se hace
utilizando una amplia gama de productos Geosintéticos para
maximizar la eficacia, integridad y comportamiento de este tipo de
proyectos, al mismo tiempo que permite minimizar costos. A
efectos de la protección del medio ambiente, el componente
esencial de un relleno sanitario es la capa impermeable primaria,
encargada de confinar los residuos nocivos para proteger los
recursos subterráneos.
Esta capa impermeable puede ser construida con Geomembranas
debido a su alto desempeño como reemplazo eficiente, en términos
económicos, de los sistemas tradicionales de recubrimiento con
arcillas, al ofrecer grandes ventajas por su alta durabilidad en
condiciones expuestas, amplia resistencia a sustancias químicas,
así como por su fácil y rápida instalación
3.2. INDUSTRIA PETROLERA Y GASÍFERA
Depósitos de contención secundarios.
Protección de diques.
Depósitos de lodos industriales.
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Las Geomembranas son utilizadas comúnmente en el almacenamiento de
combustibles o líquidos peligrosos para la construcción de contenedores
secundarios, diseñados con el fin de evitar la contaminación del suelo
cuando exista la posibilidad de un derrame de los tanques de
almacenamiento primario. La construcción de dichas áreas de contención
secundaria se ha convertido en una práctica común, debido a que cada día
se hace mayor énfasis en la protección del medio ambiente.
La utilización de las Geomembranas es una opción muy económica y
duradera para este tipo de proyectos, debido a la alta resistencia que ellas
presentan a la degradación que se puede generar por reacciones químicas y
exposición a los rayos UV. Adicionalmente, se adaptan muy bien a los
requerimientos necesarios para la contención de un amplio espectro de
sustancias químicas.
3.3. OPERACIONES MINERAS
Plataformas de lixiviación en pilas.
Diques de contención de residuos mineros.
Depósitos de salmueras.
Depósitos de relaves
Las prácticas de minería actuales requieren de un alto desempeño en
los sistemas de revestimiento para contención de líquidos, lo cual
puede ser logrado a través de la utilización de Geomembranas.
El componente esencial de un patio de lixiviación es la capa
impermeable primaria, construida comúnmente con Geomembranas, la
cual sirve para un doble propósito: el de confinar los lixiviados para su
recolección, y el de proteger los recursos subterráneos y el nivel freático
del suelo para evitar su contaminación.
Luego de recolectarse los lixiviados, esta solución debe ser contenida
en piscinas descubiertas a la intemperie, revestidas comúnmente con
Geomembranas para asegurar su impermeabilización. En muchas
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ocasiones, estas piscinas son revestidas con una segunda capa de
Geomembrana por debajo de la capa primaria, en combinación con un
Geodrén Planar para formar sistemas permanentes de detección de
fugas, y con ello evitar la pérdida de esta valiosa solución, al mismo
tiempo que prevenir la contaminación del medio ambiente.
3.4. SECTOR ACUIFERO
Piscicultura.
Depósitos de contención.
Canales de irrigación.
Reservorios de agua potable.
El rendimiento de los estanques, depósitos y canales de derivación,
utilizados para la crianza de peces y camarones, se puede mejorar
considerablemente por medio del uso de revestimientos impermeables
con Geomembranas que reemplazan los sistemas tradicionales de
revestimiento de arcillas o concreto y, en términos de explotación y
costos, ofrecen ventajas importantes como:
• Seguridad de la retención de agua.
• Mejora del control de calidad del agua.
• Facilidad de limpieza y desinfección.
• Protección contra la erosión.
• Reducción de los costos de bombeo.
• Control consecuente del volumen de los depósitos.
• Control del nivel de oxígeno disuelto.
• Superficie lisa que facilita la toma de muestras.
• Instalación rápida.
• Costos bajos de instalación y mantenimiento.
• Durabilidad y facilidad de reparación.
3.5. ARQUITECTURA Y PAISAJISTICA RECREATIVA
Piscinas para proyectos paisajísticos.
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Estanques y lagos artificiales.
Las Geomembranas son utilizadas comúnmente en la construcción de
lagunas artificiales de diversos tamaños y formas, así como en
proyectos de jardines y campos de golf, donde las lagunas artificiales
proveen beneficios tanto estéticos como prácticos al almacenar grandes
cantidades de agua utilizada para el riego del césped.
La utilización de Geomembranas en la construcción de lagunas
artificiales, proveen una solución más económica y duradera que
asegura la contención del agua, incluso en lugares de riesgo sísmico
donde pueden presentar asentamientos diferenciales y los sistemas
convencionales de revestimiento se pueden agrietar.
3.6. CONSTRUCCIÓN CIVIL
Canales.
Áreas sujetas a infiltración.
Las Geomembranas son utilizadas comúnmente para el revestimiento
de canales y en áreas sujetas a infiltración donde protegen e
impermeabilizan dichas estructuras.
El uso de las Geomembranas para el revestimiento de canales
utilizados en la conducción de agua, constituye una solución eficaz y
económica como reemplazo de sistemas tradicionales de
revestimiento de concreto, pues estos son propensos al agrietamiento
por su excesiva rigidez, y causan pérdidas considerables de agua y
erosión circundante a las fisuras, lo que finalmente puede causar una
falla al sistemas.
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CAPITULO IV
INSTALACIÓN DE
LAS
GEOMEMBRANAS
GEOMEMBRANAS 25
4. INSTALACIÓN
4.1. PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE
4.1.1. CALIDAD DE LA SUPERFICIE.- El contratista del
movimiento de tierras debe ser la persona responsable de
preparar la superficie de acuerdo con las especificaciones
necesarias para efectuar la instalación.
La superficie a ser impermeabilizada debe tener una textura
suave y libre de presencia de rocas o piedras, puntas, raíces o
cualquier otro elemento punzante que pudiera llegar a perforar
o rasgar la Geomembrana.
La superficie debe estar preparada de manera que no
presente protuberancias, irregularidades, presencia de
vegetación.
El terreno debe garantizar la estabilidad geotécnica de la obra,
lo cual comprende capacidad portante, estabilidad de los
taludes, y estabilidad global general, así como los sistemas de
sub-drenaje necesarios; todo ello debe ser aprobado por el
propietario del proyecto, quien se hará responsable.
La Geomembrana no debe colocarse en presencia de
humedad, de lodo o de agua.
Si la Geomembrana se instala en sitios donde existe nivel
freático, se pueden presentar gases que elevan la
Geomembrana. El contratista o propietario, debe construir para
estos casos un adecuado sistema de drenaje.
Se debe tener especial cuidado al preparar la superficie sobre
la cual se instalará la Geomembrana, el terreno será observado
para evaluar las condiciones de la superficie. Cualquier daño
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en la superficie causada por condiciones de clima u otras
circunstancias, será reparado por el contratista o propietario
del proyecto. Bajo ninguna circunstancia se extenderá
Geomembrana en áreas no apropiadas de acuerdo con lo
expuesto anteriormente.
4.1.2. REVISION DE LA SUPERFICIE.- La empresa instaladora
revisará la superficie y dará un visto bueno por escrito como
señal de las condiciones óptimas para la instalación de la
Geomembrana.
4.1.3. ARREGLOS O REPARACIÓN DE LA SUPERFICIE.- Previo a
la instalación de la Geomembrana seleccionada, se practica
una inspección visual por un representante de
AQUAPRUF S.A. y por un representante del proyecto. La
Geomembrana no se colocará en la superficie si esta presenta
humedad excesiva hasta que no se haya reacondicionado y/o
reconformado. Estas reparaciones serán realizadas por el
contratista o propietario.
4.2. CONTROL DE LA VEGETACIÓN.- Se recomienda en casos de
presencia de vegetación, la aplicación de herbicidas, los cuales
serán aplicados por lo menos 48 horas antes de la iniciación de la
instalación.
4.3. ZANJA DE ANCLAJE.- La zanja de anclaje será excavada por el
propietario del proyecto (a menos que se especifique lo contrario)
con las dimensiones previstas en el diseño. Si la zanja de anclaje se
ubica en una superficie inestable, se excavará, por día, la longitud de
zanja necesaria para anclar el material de ese día.
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Los sitios donde la geomembrana ingrese a la zanja deben estar libres
de irregularidades y protuberancias. Para evitar potenciales daños al
material. El relleno de la zanja de anclaje será responsabilidad del
contratista del movimiento de tierras siguiendo o las especificaciones
pertinentes. El relleno se debe efectuar en el momento en que la
geomembrana está en su estado de mayor contracción para evitar
posibles daños por inestabilidad dimensional.
Se debe tener especial cuidado en el momento de llenado y
compactación de las zanjas del anclaje para evitar el daño de la
geomembrana.
Es importantísimo tenerse en cuenta que la profundidad de la zanja
de anclaje es dependiente de factores tales como: relación del talud e
inclinación y longitud del talud. No es aconsejable taludes superiores a
20.0 mt. en estos casos se deben hacer dos zanjas; es decir una
zanja de anclaje cada 20.0 mt.
4.4. COLOCACIÓN DE LA GEOMEMBRANA
4.4.1. DESCARGUE DEL MATERIAL.- Para el descargue del
material, el contratante debe proveer equipo de cargue, como
montacargas, grúa, retroexcavadora, cargador u otro equipo
posibilitado para tal fin.
Si el área a recubrir no ha sido adecuada para iniciar los
trabajos se debe tener un sitio seguro para el almacenamiento
de la Geomembrana.
Una vez se tenga el terreno listo se desplazaran los rollos de
Geomembrana al sitio de trabajo con el equipo ya mencionado
para tal fin.
4.4.2. EXTENSIÓN DE LA GEOMEMBRANA.- El Supervisor de
Obra, en acuerdo con el cliente aprobara los siguientes
aspectos sobre el plano de despiece.
GEOMEMBRANAS 28
Se extenderán los rollos que se puedan sellar en una jornada
de trabajo únicamente.
La Geomembrana será extendida sobre la superficie preparada
de tal manera que se asegure el mínimo de manejo.
Si cualquier situación adversa se presenta o existen
inconvenientes en la obra el Supervisor suspenderá la
extensión de la Geomembrana hasta que los inconvenientes se
hayan superado.
En la medida de lo posible, ningún equipo o herramienta
dañará la Geomembrana al cargarse, descargarse o
extenderse. Todo elemento que se considere agresivo para
la actividad estará debidamente protegido para evitar daños.
El personal que trabaje sobre la Geomembrana no puede
fumar, usar zapatos que puedan dañarla, o realizar actividades
que puedan ocasionar daños a la Geomembrana.
El equipo empleado para cargue y descargue de la
Geomembrana no debe afectar la calidad de la superficie.
Como medida de seguridad, se debe contar con un sistema
de lastre (sacos con tierra, arena o llantas) para evitar que la
Geomembrana se desacomode durante el proceso de extensión
por acción de viento.
El contacto directo con la Geomembrana por cualquier tipo de
equipo debe ser minimizado. Si se requiere, las áreas deben
estar protegidas con una capa de arena mayor a 40 cm. de
espesor.
Ningún tipo de vehículo podrá desplazarse sobre la
Geomembrana. Sólo ingresarán al área de trabajo equipos con
llantas inflables, minimizando dicha presión. También se
permite el uso de vehículos todo terreno con llantas de
caucho. (p ej. Motos).
GEOMEMBRANAS 29
Una vez extendida la Geomembrana se procederá a
realizar una inspección visual a la zona cubierta para
localizar daños (punzonamientos, rasgaduras) con el fin
de identificarlos y repararlos posteriormente.
Las uniones de la geomembrana se deben efectuar lo más
pronto posible después de la extensión.
4.4.3. TALUDES.- Cuando se va a instalar geomembranas en los
taludes, como precaución, estos no deben ser mayores 20.0
m y deben tener la suficiente holgura y anclarse en una zanja
provisional “Debe tenerse en cuenta antes de comenzar el
termo sellado, que la geomembrana debe quedar extendida
con una holgura suficiente para que los procesos de
variaciones dimensionales por efecto de temperatura (dia y
noche) y acomodamiento del geosintético por efectos del
material de lleno sobre este, permitan que la geomembrana
en ningún punto quede bajo tensión actuando únicamente
como barrera impermeable sin asumir esfuerzos de ningún
tipo.”
Favor tener en cuenta que entre más perpendicular sea el
talud mayor profundidad debe tener la zanja de anclaje; un
talud bien conformado como máximo debe tener una relación
es preferible una relación de siendo en este caso que se
puede disminuir el fondo.
4.4.4. CORTAS.- Toda obra, por lógica presenta una cantidad
relativa de las cortas. Siempre que en el ejercicio de una
instalación resulten cortas éstas por ser de la obra se deben de
entregar o al contratista dueño de la obra o al interventor.
GEOMEMBRANAS 30
4.4.4.1. TRATAMIENTO DE LAS CORTAS.- El proveedor del
material o el fabricante de las Geomembranas de
polietileno P.E. Considera que una corta es material que
está por debajo de 21.0 M2, es decir de 7.0 M de ancho x
3.0 M; este material y de allí para abajo se debe colocar
en un sitio indicado por el interventor, dueño de la obra ó
contratista. Etc. Semanalmente finalizando la obra o
cuando la interventoría lo indique se le prestará el servicio
de sellado térmico que debe ser con selladora térmica,
con los cuales se harán un módulo lo suficientemente
importante para hacer un recubrimiento.
4.5. CONDICIONES CLIMÁTICAS.- La extensión de la Geomembrana debe
estar de acuerdo con las condiciones climáticas, dirección del viento,
calidad de la superficie,acceso al sitio y cronograma de
instalación. Si el clima es adverso, no debe extenderse la
Geomembrana.
En lo posible los traslapos entre los rollos de Geomembrana se harán en
el sentido de la dirección del viento para minimizar los efectos del viento
en los bordes.
La extensión de la Geomembrana debe realizarse a una temperatura
de 5° y 35°.
La extensión de la geomembrana no debe realizarse durante lluvia o en
presencia de viento excesivo.
4.6. SELLADO EN CAMPO.- El sellado consiste en unir dos rollos usando
métodos térmicos.
4.6.1. ORIENTACIÓN DE LOS SELLADOS O UNIONES.- Como norma
general las uniones o sellados deben orientarse en dirección de la
pendiente del talud, y no en dirección perpendicular a la pendiente
GEOMEMBRANAS 31
del talud. Cuando se presentan formas irregulares se deben
localizar de tal forma que se minimice la cantidad de sellados a
realizar.
En toda obra se identificará la dirección del flujo para que los
traslapos entre rollos estén en la misma dirección.
4.6.2. EQUIPOS Y PRODUCTOS PARA SELLADO O UNIÓN DE
GEOMEMBRANAS PE.- Los únicos métodos aprobados para
efectuar los sellados y reparaciones son mediante proceso térmico
ya sea soldadura por extrusión y por fusión; todo el equipo de
sellado o fusión debe tener indicadores de temperatura y velocidad
para efectuar las mediciones y calibraciones.
El principio de sellado térmico consiste en calentar las dos
superficies a ser unidas de tal manera que logren ablandar las
superficies y posteriormente mediante presión se unan íntimamente.
4.6.3. SELLADO POR FUSIÓN.- Este proceso debe ser usado para unir
paneles o rollos y no es usado para realizar parches o trabajos
detallados. El equipo a emplear es una selladora de cuña caliente
equipada con rodillos de canal que permiten realizar posteriormente
la prueba de presión de aire.
En este tipo de sellado las dos caras de la Geomembrana tocan
íntimamente una cuña caliente.
El calor presente en ambas caras de las superficies a unir hace que
estas se fundan por presión posterior al calentamiento.
Se usan rodillos metálicos o de caucho con un canal para
verificar posteriormente la calidad del sellado.
Los rodillos se utilizan para aplicar presión a las caras en contacto, y
deben ser inspeccionados periódicamente para verificar que no
presenten defectos y se reflejen en la calidad del sellado de la
Geomembrana.
GEOMEMBRANAS 32
El equipo de sellado de cuña caliente debe estar calibrado y debe
tener indicadores y controladores de temperatura y velocidad para
ajustar a las características de la geomembrana en cuanto a
resina, espesor y densidad, de acuerdo con las características
del clima y ambiente, (temperatura ambiente, viento, presencia de
nubes y rendimiento de avance del trabajo). En los registros para los
ensayos destructivos debe aparecer la temperatura y velocidad de
avance del equipo utilizado en el sellado.
Es importante que el técnico operador del equipo
observe constantemente el funcionamiento del equipo
especialmente en los controles de velocidad y temperatura para
realizar ajustes por cuanto pueden presentarse variaciones en las
condiciones ambientales, así, diariamente, se calibrará el equipo de
acuerdo con las condiciones climáticas al momento de iniciar
labores y también se revisara la calibración.
4.6.4. SELLADO POR EXTRUSIÓN.- Este proceso se utiliza
principalmente (más o menos 95%) para efectuar reparaciones,
parcheo y detalles constructivos especiales. Se emplea para unir
Geomembrana nueva con otra previamente instalada, y en lugares
donde la franja no es suficiente para realizar sellado por fusión.
El equipo de extracción debe tener indicadores y controladores de
temperatura para verificar y calibrar de acuerdo con las condiciones
específicas de la obra.
Nunca se utiliza una extrusora con cordón de extrusión para hacer una
instalación de geomembranas en rollos, para tal fin existe la selladora
térmica o por fusión.
4.7. PREPARACIÓN DE LAS UNIONES.- El técnico de sellado debe
verificar antes de sellar, que el área de unión esté libre de suciedad,
GEOMEMBRANAS 33
polvo, grasa o cualquier otro elemento que impida una correcta unión
entre los materiales.
La Geomembrana se debe traslapar adecuadamente (aprox. 15 cm),
en todo el trayecto al momento que se vaya a iniciar la unión.
Adicionalmente durante el proceso de limpieza se revisara la
Geomembrana para detectar áreas defectuosas para ser reparadas
previo a la iniciación del sellado. La unión debe realizarse sobre una
superficie suave y firme sin presencia de protuberancias, piedras o
terrenos muy blandos. Si esta condición no se cumple se debe reparar
el terreno para obtener una calidad adecuada.
4.8. SELLADOS DE PRUEBA.- Previo al inicio del proceso de sellado, se
efectuarán sellados de prueba para verificar la calidad de la unión, en
estos sellados se verificarán las condiciones de temperatura de
calentamiento de la cuña y velocidad de los rodillos de avance en
conjunción con las condiciones climáticas del momento. Los sellados
de prueba se realizarán teniendo en cuenta los siguientes puntos:
Se efectuaran sellados de prueba por cada equipo de sellado y por
cada técnico de sellado que vaya a operar el equipo.
El sellado de prueba se realizará al inicio de cada jornada de trabajo,
normalmente, al inicio del día y al comenzar la tarde.
Los sellados de prueba tendrán una longitud de aproximadamente 1.0
metro por 0.3 m de ancho. El traslapo será de aproximadamente 15
cm. Para el sellado por extrusión, la prueba de sellado será de 50 cms
de largo por 30 cms de ancho.
Dos muestras, cada una de 15 cms de ancho se cortan del sellado
de prueba para realizar los ensayos de tensión y pelado
utilizando el tensiómetro de campo.
4.9. SELLADO DE LOS ROLLOS.- Una vez efectuados y verificados lo
sellados de prueba, se inicia el trabajo de unión de los rollos que
GEOMEMBRANAS 34
hayan sido extendidos. A éstos sellados se realizan pruebas
destructivas y no destructivas de acuerdo con las especificaciones del
proyecto. Los extremos de cada unión se identifican con la información
pertinente. (Fecha, temperatura ambiente, temperatura del equipo,
velocidad y técnico que realizó la unión).
4.10. REQUERIMIENTOS DE SUPERVIVENCIA.- Antes de hacerse un
sellado en sitio de la Geomembranas e independiente del método
de diseño que se vaya a utilizar, es necesario que la Geomembrana
sobreviva los procesos de empacado, transporte, manejo e instalación.
Este aspecto del diseño no puede ser tomado a la ligera ni dejar que
funcione por sí solo.
Aún existe un decidido problema en formular un diseño generalizado
de supervivencia para cada aplicación, siendo que cada situación es
única. Algunas de las variables que afectan una situación dada son las
siguientes:
Almacenamiento en fábrica.
Manejo del material en fábrica.
Transporte desde la fábrica a su destino final. Descarga de la
Geomembrana. Almacenamiento en el lugar de destino. Temperaturas
extremas en el lugar de la obra.
Condiciones anormales en la construcción e instalación. Movimiento en
el sitio de la costura.
Tratamiento en la obra durante la costura. Tratamiento en obra después
de la costura ubicación del material de cubierta o suelo de relleno
sobre la geomembrana.
Es importante notar que cada uno de estos tópicos esta fuera de las
manos del diseñador.
Únicamente mediante especificaciones estrictas y un aseguramiento de
la calidad en la construcción la Geomembrana puede sobrevivir la
instalación y realizar la función para la cual fue instalada. A pesar de
GEOMEMBRANAS 35
ser cada situación diferente algunos lineamientos empíricos son
necesarios, es por eso que algunas propiedades y sus valores
mínimos son ofrecidas en este manual. Mientras una Geomembrana
es empacada, transportada, manejada e instalada esta es
frecuentemente vulnerable al rasgado, punzonamiento e impacto. Estos
eventos pueden ocurrir accidentalmente por vandalismos o por la falta
de calidad en el trabajo de instalación.
Situaciones comunes es el soltar herramientas sobre el material,
transitar automóviles o camiones sobre la Geomembrana sin proteger,
fuertes vientos que llegan por debajo de la Geomembrana en el
proceso de colocación. El espesor es la propiedad física de la
Geomembrana que esta mas relacionada con la resistencia o con la
susceptibilidad al rasgado, punzonamiento y daño por impacto. El
incremento relacionado de esa resistencia en relación con el
incremento del espesor puede ser en algunos casos lineales o en
algunos otros exponenciales. Es por esta razón que las agencias
internacionales requieren un espesor mínimo bajo cualquier
circunstancia. Sin embargo mas allá de un simple valor para todas las
condiciones, el espesor mínimo y sus propiedades subsecuentes
deberían estar relacionado con las condiciones específicas del sitio.
4.11. REPARACIONES.- Todas las áreas selladas y no selladas deben ser
revisadas para poder identificar, ubicar y marcar en planos y en campo
los posibles defectos, para su posterior reparación
4.11.1. PROCEDIMIENTOS DE REPARACIÓN.- Cualquier sector de
Geomembrana que presente defectos se podrá reparar
utilizando uno de los siguientes procedimientos.
Parcheo: Recomendado para reparar orificios grandes y sitios
donde se hayan realizado pruebas, se logra colocando una
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pieza de geomembrana redondeada, fijada con cordón de
extrusión.
Repaso y Resellado: Usado para reparar secciones
pequeñas y selladas con extrusión.
Sellado de punteo: Consiste en reparar pequeñas
perforaciones mediante el uso de la extrusora.
Refuerzo de sellado y extrusión: Consiste en realizar un
sellado de refuerzo en toda la longitud (determinada como
defectuosa) usando el proceso de extrusión
Todas las reparaciones se efectuarán con el proceso de extrusión,
y se preparará la superficie empleando pulidora previo al inicio del
proceso de reparación.
Los parches a colocar deben extenderse como mínimo 10 cms del
sitio de falla, y deben ser redondeados con un radio mínimo de 10
cms
4.11.2. VERIFICACIÓN DE LAS REPARACIONES.- Cada reparación
debe ser verificada por el método no destructivo que se describe
más adelante (numeral 6.1.). De no cumplir la especificación
mínima, debe realizarse de nuevo la extrusión en el sitio de falla así
como su correspondiente prueba.
4.12. ACOPLES A TUBERÍAS Y/O OTROS ELEMENTOS.- En el paso de
tubería a través de la Geomembrana, ésta se corta circularmente
para que no haya propagación de rasgado, y se construye una bota
para la tubería, de acuerdo con el diámetro de la misma. Se
recomiendan cortes en la Geomembrana del mismo tamaño del tubo
o menor, para optimizar el acople.
GEOMEMBRANAS 37
La bota de la tubería debe ser construida en el mismo material
especificado para el proyecto y de acuerdo con los esquemas
establecidos por el fabricante.
4.13. TECONOFIJACIÓN A ESTRUCTURAS ESPECIALES.- Cuando existan
estructuras especiales (concreto o metálicas), se debe fijar
mecánicamente la geomembrana a dichas estructuras, usando pernos
de expansión, platinas u caucho de neopreno de acuerdo con los
esquemas suministrados por el fabricante.
4.14. RELLENO DE LA ZANJA DE ANCLAJE.- La zanja de anclaje debe
ser llenada y compactada adecuadamente por el contratista de
movimiento de tierra. El relleno de la zanja se debe realizar de forma tal
que evite efectuarse cualquier daño a la Geomembrana. Si se llegan a
presentar daños a la geomembrana se debe informar al personal para
proceder a evaluar los daños y efectuar las reparaciones respectivas.
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CONCLUSIONES
Los sistemas de geomembranas de PVC tienen en los últimos 50 años
demostrados ser de alto rendimiento y una solución técnicamente correcta
para presas, canales, túneles y en general todas las estructuras hidráulicas.
Gracias a sus características, las geomembranas de PVC han
proporcionado impermeabilidad a todo tipo de estructura hidráulica,
mientras resisten los efectos del asentamiento, el movimiento diferencial y
la carga sísmica, y por lo tanto las estructuras revestidas con
geomembranas han experimentado filtraciones insignificantes en
comparación con las que no tienen geomembranas.
Las geomembranas se han empleado con éxito sobre las presas nuevas y
existentes como waterstops externos para reducir eficazmente las fugas en
las juntas y grietas.
Las geomembranas han demostradas ser rentable en obra nueva como en
la reparación, gracias a simplificar y acelerar la construcción y garantía de
control de calidad menos estrictos, que permiten un ahorro adicional.
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ANEXOS
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