GEOTUBOS
Contenido Introducción.......... Introducción..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ............................................... .................................... 2 Antecedentes.......... Antecedentes.................... ..................... ...................... ..................... ..................... ..................... .................................. ........................ 3 Aplicaciones............ Aplicaciones....................... ..................... ..................... ...................... ..................... ............................................ .................................. 3 Aplicaciones en la ingeniería civil...................... civil................................. ..................... ..................... ........................4 .............4 Funcionamientos Funcionamientos de los geotubos............... geotubos.......................... ...................... ........................................ ............................. 8 Consideraciones Consideraciones de Diseño................. Diseño............................ ..................... ................................................ ...................................... !lenado............... !lenado......................... ..................... ..................... ..................... ..................... ............................................... ..................................... "# $apete $apete anti%socavante.... anti%socavante.............. ..................... ..................... ..................... ..................... .................................... .......................... "# &ruebas de calidad.................. calidad............................. ..................... ..................... ..................... ..................................... ........................... "2 Conclusiones ' recomendaciones..... recomendaciones............... ..................... ................................................. ...................................... "( )e*erencias............................... )e*erencias................. ............................ ............................ ............................ ............................ .......................... ............ "(
El diseño y construcción de contenedores de arena a base de geotextiles ha ganado una gran popularidad en los últimos años debido a su versatilidad, su simplicidad de colocación y de llenado, su economía y sobretodo su afinidad con el medio ambiente. Las formas de estos contenedores pueden variar, desde la más popular, los geotubos, hast hasta a las las geob geobol olsa sas s y geoc geocon onte tene nedo dore res, s, ue ue varí varían an,, adem además ás,, en su form forma a de colocarse! in"situ o transportados por barca#as hasta el lugar de colocación. colocación.
La forma de llenado puede ser, de manera enunciativa, mas no limitativa! usando dragas de succión, bombas de lodos, retroexcavadoras! con o sin embudo. En cuanto a sus usos, estos son muy variados y, entre otros, pueden ser! formación de escolleras, de espigones, de rompeolas, diues, islas artificiales, control de sedimentos, direccionamientos de corrientes, formación de playas, etc.
Introducción Los geotubos son grandes sacos o bolsas o tubos, tipo costales, formados por geotextiles te$idos, de muy alta resistencia, hasta de %& 'on(m), pudiendo ser de poli*ster o de polipropileno, con t*cnicas especiales de unión, de alta resistencia, las cuales generalmente exceden de + 'on(m de resistencia a la tensión. on este tipo de geotextiles se elabora un geotubo con forma de elipse, cuyas dimensiones son variables, de acuerdo a las necesidades. - título indicativo! perímetro .// m, altura 0.// m, ancho %.1/ m2 perímetro 0%.1/ m, altura 0.1/ m, ancho 1.)1 m, etc. Estos geotubos se rellenan con una me#cla de arena y agua. 3ado ue el geotextil es permeable, va a retener la arena y va a permitir la salida del agua, con lo ue, poco a poco el geotubo ueda completamente lleno de arena compactada, a valores mayores al 14 de su peso volum*trico seco máximo, 5678, dando con ello pesos volum*tricos del orden de ).) 'on(m%, ue son del orden de un enrocamiento. Los geotubos se fabrican a la medida solicitada por el cliente y(o diseñador, aunue generalmente, sus longitudes se limitan a %/ m, por cuestión de fletes, principalmente. Los geotubos se llenan con material granular, gravas y(o arenas2 de preferencia y por economía, lo me$or es rellenarlos con material de dragado, directamente de una draga de succión, ya ue de esta manera se evita el problema de depósitos indeseables y de #onas de tiro adecuadas y en donde no se contamine ni cause daños o impactos negativos al medio ambiente.
La velocidad de llenado depende del m*todo y euipo usados para t al efecto, ya ue puede llenarse con draga de succión, de cualuier capacidad o a trav*s de un embudo y llenado con retroexcavadora o draga de arrastre. Los geotubos, cuando se colocan como escolleras o espigones y el clima lo favorece, permiten el crecimiento de la vegetación! a*rea y marina.
Antecedentes 3esde hace mas de %/ años se han usado las bolsas, hechas de polímeros, principalmente polipropileno, geotextiles, para formar 9costaleras: para contener avenidas. Esto mismo, en bolsas más grandes, ue en lugar de unos centímetros tengan dimensiones de varias decenas y hasta centenas de metros, han permitido extender la versatilidad de una costalera hacia obras más y muy importantes. Los geotextiles no te$idos ;non"
orte para construir diues ue posteriormente se rellenaban hidráulicamente ;con dragas de succión=, disminuyendo con ello el acarreo tan costoso. Los geocontenedores! se usan en aguas profundas, en donde no se puede anclar un geotubo. 7u uso principal es para formar bermas sumergidas o para proteger taludes o tal
Aplicaciones Las principales aplicaciones marinas de estos productos se encuentran en! ? 3iues ? Espigones ? @ompeolas ? >úcleo de 3unas ? 3iues de ontención para 8aterial 3ragado ? 5rotección ostera ? Aábitat para -nimales 7alva$es ? onstrucción en #onas de humedales
Aplicaciones en la ingeniería civil Son ideales para: • • • • • • • • • • • • • • •
•
ontención ríos ontrol erosión onstrucción estructural puentes onstrucción carreteras onstrucción costaneras onformación de lagunas onstrucción Espigones y @ompeolas >úcleos de dunas 3iues de contención de material dragado 5rotección de costas y playas onstrucción de humedales 3esecación de materiales de finos reación de islas artificiales 3esecación lodos plantas de tratamiento ontención de residuos y sedimentos ontención de sedimentos marinos
DEFENSA COSTERA La tecnología Beotubo es usada como un componente integral en el diseño y construcción de una gran variedad de estructuras de ingeniería marina e hidráulica ue permita y facilite la recuperación de playas, núcleos para defensas costeras y control de la erosión, protección de humedales y otros hábitats naturales2 además de escolleras, diues y espigones, estructuras submarinas como son los rompeolas y hasta elevar islas y nuevas plataformas desde el fondo marino.
Control de erosión: 5roteger de la erosión las costas es una tarea ue muy pocos materiales logran, a menudo se utili#a roca y en otros casos se llega a emplear concreto para crear barreras ue controlen la fuer#a de la naturale#a, desafortunadamente en la mayoría de los casos nada de esto es lo más óptimo y en muchos casos provocan más erosión. La solución con Beotubos es una solución económica y de fácil e$ecución en comparación a las soluciones tradicionales. Cn Beotubo colocado, despu*s de haber reali#ado los estudios pertinentes, no provoca erosión, al contrario, puede fomentar el crecimiento de la playa, además de disipar la fuer#a del olea$e ya ue el Beotextil con el ue se fabrica es permeable al agua, de esta manera absorbe y disipa la fuer#a de la ola. Los Beotubos una ve# puestos pueden ser cubiertos o se pueden de$ar expuestos ya ue cuentan con protección ante los rayos C.6. El Beotubo es la me$or solución para proteger su frente de playa.
RECUPERACION DE PLAYAS La tecnología de confinamiento Beotubos ha probado ser excepcionalmente valiosa para proteger litorales de la erosión, particularmente durante huracanes y tormentas tropicales. El proceso es sencillo! un tubo largo, hecho de un textil con una ingeniería especial es llenado de arena y enterrado deba$o de la playa. uando hay amena#a de mal tiempo, el tubo mantiene la arena y la tierra en su lugar, previniendo erosión y daño a las propiedades. La tecnología Beotubo usa contenedores de geotextiles de cientos de metros de largo. En la mayoría de los casos, la instalación es permanente e invisible. 7in embargo, si es necesario, las unidades pueden ser removidas fácilmente. 3e hecho, una de las venta$as de la tecnología de geoconfinamiento Beotubo es ue la suave pendiente original de la playa puede ser recreada. Esto me$ora la est*tica de la línea de costa y tambi*n ayuda a la fauna del lugar, creando un hábitat de apariencia natural, además de blouear las luces de la costa ue pueden confundir a las tortugas marinas y otras criaturas
ESPIGONES Y ROMPEOLAS Dásicamente un rompeolas funciona como el arrecife artificial, es una estructura ue se coloca fuera de la playa para evitar el efecto erosivo ue tiene el mar sobre la playa. Lo ue se hace, despu*s de estudios para tal efecto, es colocar a cierta distancia de la playa una estructura ue absorba la fuer#a del olea$e. Estos proyectos son sencillos en su e$ecución y pueden tener un alto impacto en el corto pla#o, detienen inmediatamente la erosión y en algunos casos aceleran la recuperación de la playa
ISLAS ARTIFICIALES 3entro de los proyectos más ambiciosos del hombre está la creación de tierra en donde no existía previamente. Este tipo de proyectos y(o propuestas son adecuadas para el uso de Beotubos. 5or lo general una isla artificial tienen formas caprichosas, diseñadas más para las actividades humanas ue para las fuer#as de la naturale#a. Es por eso ue usar Beotubos es la me$or opción en estos casos, son estructuras flexibles ue se amoldan en curvas, se pueden estacar uno encima del otro y se pueden cubrir con cualuier material deseado. -l corto pla#o le facilitan la construcción de la isla y al largo pla#o garanti#an la permanencia del su proyecto protegi*ndola de la erosión y los elementos naturales.
APLICACIONES EN ALGUNOS PROYECTOS EN EL PERU COUNTRY CLUB VILLA – SEDE VILLASUR Km 112 SUR DE LIMA
Funcionamientos de los geotuos Confnamieno Los geocontenedores se fabrican con geotextiles permeables de alta resistencia, ue presentan propiedades únicas de diseño para la retención. Los geocontenedores pueden llenarse con sedimentos de grano fino, suelos contaminados o materiales de descarga de dragados. El te$ido único y la fabricación del geotextil crean poros peueños ue permiten contener los granos finos del material confinado.
D!ena"e El exceso de agua drena fuera del geocontenedor a trav*s de los poros peueños del geotextil, lo cual permite un drena$e efica# y una reducción del volumen del material contenido. Esta reducción de volumen permite ue el geocontenedor se llene varias veces. En muchos casos, el agua decantada es de una calidad tal ue puede volver a corrientes naturales o ser reutili#ada.
Con#o$i%a&i'n 3espu*s del ciclo final de llenado y drena$e, puede continuar la consolidación por desecación de los materiales finos contenidos, pues el vapor de agua residual sale a trav*s del geotextil. Esto da como resultado un mayor ahorro económico, de espacio y de tiempo para la disposición de residuos
Consideraciones de !ise"o El sistema de geotubos utili#a un geotextil te$ido ue tiene forma de tubo elipsoidal, aplastados en sus extremos y abombados en su parte central. Los diámetros del geotubo y su longitud se determinan por los reuisitos del proyecto. El geotubo se llena acoplándose directamente a un sistema de bomba hidráulica ue transporta el material dragado. -l diseñarse con aberturas de tamaño apropiadas, el geotubo retiene el material de relleno mientras el agua filtra por la pared del geotubo. Los geotubos atrapan en forma permanente el material granular, tanto en construcción seca como ba$o el agua. Están formados por geotextiles te$idos de alta resistencia, cosidos entre sí a lo largo de sus orillas, provistos con 9trompas: para el llenado. El geotubo se enrolla en forma de rollos, alrededor de centros formados por tubos de acero, para su mane$o y transportación. La única limitante en su longitud es el peso ue pueda ser mane$ado con facilidad en el campo. Los parámetros de diseño ue debe ser tomados en cuenta son! ? 5ermeabilidad! del suelo y del geotextil, para ue permita de manera adecuada aliviar las presiones de poro al momento de llenarse. ? -bertura aparente del geotextil, -7, ue vaya de acuerdo con la granulometría del suelo por dragar.
? @esistencia de la costura ? @esistencia a las fuer#as erosivas durante las operaciones de llenado. ? 7obrevivencia a las operaciones de colocación y llenado. ? @esistencia al pun#onamiento y al rasgado. ? @esistencia a los rayos ultravioleta. ? -ltura máxima de ola. ? 3irección y velocidades máximas de las corrientes. ? 5rofundidad de socavación calculada. 5ara su diseño ya existen varios soft
#lenado 5ara su llenado in situ es necesario primeramente posicionarlos en el lugar exacto. Esto se logra con ayuda del B57 y luego la instalación se hace con auxilio de postes o varillas fuertemente clavados para evitar ue sean despla#ados por el olea$e. Cna ve# posicionados los geotubos, se procede al llenado del mismo a trav*s de las trompas especialmente diseñadas para tal ob$eto. 7e procede al bombeo, teniendo cuidado del 9chicota#o: ue da la manguera procedente de la draga al comen#ar a bombear. Esto puede rasgar al geotubo. tra precaución a seguir es el no llenar excesivamente el geotubo, pues se puede reventar, aunue fue diseñado para soportar alguna presión en exceso. Cna ve# llenado el geotubo se deberá de$ar desaguar y ba$ará aproximadamente del )/4 al %/4 de la altura, imputable al agua en su interior. Luego de ello se volverá a llenar por segunda ve# y entonces sí se llevará hasta su altura máxima, perdiendo posteriormente otro 0/4 de su altura.
Tapete anti$socavante >unca deberá de perderse de vista ue la dirección y velocidad de las olas, con$ugadas con el tipo de suelo, puede causar erosiones y, en un momento dado, socavar por deba$o del geotubo, por lo cual es indispensable contar con esos datos así como con el valor de la socavación! tanto general como la local. 5ara prevenir la erosión deba$o del geotubo se coloca un tapete anti F socavante, el cual, como su nombre lo indica, es un geotextil ue se colocar antes del geotubo, a manera de tapete y ue tiene en uno o en ambos extremos un tubo de un diámetro mínimo, el cual traba$a como lastre y, al iniciarse la erosión o socavación por deba$o de *l, acompaña al suelo y desciende con *l, empe#ando a crear, al caer, un dentellón, ue, en el peor de los casos, puede ser hasta vertical, lo cual evita ue llegue a afectar al geotubo.
El tamaño del tapete dependerá de la importancia de la socavación calculada. Experiencia mexicana En 8*xico se instalaron los primeros geotubos con *xito en las playas de ancún, como rompeolas y para la generación de playas2 esto en varios hoteles ue perdieron playas luego del paso del huracán Bilberto. En 5laya del armen y en 'ulum se han instalado tambi*n para formar #onas de calma en donde puedan nadar los turistas. En 7onora se instalaron para formar una obra de toma para un gran$a camaronícola y para formar los estanues sobre de terrenos arenosos, auxiliados por una geomembrana de pvc para conseguir su estanueidad. Ggualmente, se instaló de manera experimental en las playas de 7ánche# 8agallanes, para tratar de detener la erosión litoral ue lo aflige.
%rueas de calidad - lo largo de los últimos die# años, se instalaron centenares de proyectos cuyo *xito ha uedado documentado. 7e publicaron escritos sobre estos proyectos, ue han sido merecedores de premios por el uso beneficioso de nueva tecnología.
&' (esiduos de pulpa ) sedimentos de papel Los estanues de retención de la industria de papel se están llenando al máximo de su capacidad con sedimentos de alto contenido de agua provenientes del proceso de fabricación. 5ara continuar con las operaciones en la mayoría de las plantas, se deben construir estanues adicionales o remover los sedimentos.
#A SO#UCI*+ Gngenieros consultores ambientales han recomendado Beotubos de gran diámetro para el confinamiento y drena$e de este tipo de residuos de sedimentos. Esta opción puede ser llevada a cabo en el lugar, sin interrumpir el proceso de fabricación. El confinamiento es efica#, y el drena$e y reducción de volumen, eficiente. El residuo seco puede ser uemado o desechado en un relleno sanitario a un costo muy reducido.
#OS (ESU#TA!OS 8illones de galones de sedimentos han sido bombeados en BeotubosH de gran diámetro. Los BeotubosH se bombean a su capacidad y drenan repetidamente. La reducción efectiva del volumen de sedimentos ha sido de hasta un II4. 3esde la introducción inicial de la tecnología de BeotubosH en esta industria, los programas de mane$o y control de sedimentos residuales han producido grandes ahorros en costos de operación.
Millones de galones de sedimentos han sido bombeados en Geotubos® de gran diámetro por medio de un sistema múltiple.
2) Plantas de tratamiento municipales La mayoría de plantas de tratamiento municipales se vuelven ineficaces, pues sus digestores y lagunas se llenan con sedimentos residuales más allá de niveles seguros de operación.
#A SO#UCI*+
El geotextil permeable, ue forma la capa exterior del BeotuboH, permite ue el sedimento drene muy eficientemente mientras se contienen las partículas finas del sedimento. En la mayoría de los casos, el agua ue fluye es clara y lo suficientemente segura para ser devuelta a la planta o descargada en corrientes naturales o ríos.
Los sedimentos son bombeados desde los digestores hacia Geotubos de gran diámetro para drenaje.
3) Sedimentos marinos contaminados 3urante años, las instalaciones de muelles de la mayoría de puertos, han estado recolectando sedimentos contaminados de aguas de escorrentía de #onas industriales cercanas. 5ara continuar con el uso de estas instalaciones se reuiere el dragado periódico del área adyacente al muelle. 7e deben disponer los materiales dragados contaminados en rellenos sanitarios locales. 7in embargo, el volumen de agua generado en la operación de dragado aumenta sustancialmente el costo de transporte y disposición.
#A SO#UCI*+ En la actualidad, el uerpo de Gngenieros del E$*rcito de Estados Cnidos está especificando el uso de Beotubos como la me$or práctica para el mane$o y drena$e de materiales marinos contaminados. Los sedimentos pueden ser depositados con una pala draga en barca#as, a fin de ser luego bombeados hidráulicamente a los Beotubos para su drena$e y confinamiento antes de su disposición. 8uchas veces, esto se puede llevar a cabo en las mismas instalaciones o cerca de estas.
Materiales dragados contaminados son bombeados en Geotubos de gran diámetro ubicados en la orilla para drenaje.
!) Procesamiento de miner"a # minerales Los desechos de minería, lodos de carbón y otros materiales pueden controlarse y mane$arse efica#mente con tecnología de filtración Beotube. Ello es así porue los contenedores Beotube pueden ser fabricados a la medida de la aplicación, colocados en los espacios disponibles entre las estructuras existentes y removidos una ve# ue la filtración se termina. La tecnología de filtración Beotube es una alternativa efica# al proceso mecánico en lo ue a costos se refiere. @educe el costo de disposición al producir altos contenidos de sólidos con muy poco mantenimiento. Los contenedores Beotube tambi*n pueden utili#arse para aprovechar estos materiales llenos de finos en la construcción de diues y terraplenes de contención.
Aplicación Jiltrado de los residuos ácidos de una mina
#ocali,ación 8onte 7Kytop, 5ensilvania
%roducto 'ecnología de filtración GeotueH
$) %ratamiento de agua # aguas residuales La tecnología de filtración GeotueH se ha usado en aplicaciones de tratamiento de aguas y aguas residuales, incluidos lagunas, tanues y limpie#a de digestores. 5uede proveer filtración y contención en una sola operación, con reducción del 14 al 14 del 3D ;3emanda biológica de oxígeno=.
Aplicación Aumento de emergencia para triplicar la capacidad de drena-e #ocali,ación (io das Ostras. Brasil %roducto Tecnología de Filtración Geotue
Conclusiones ) recomendaciones
Los geotubos hechos a base de geotextiles te$idos de alta resistencia son estructuras muy versátiles, económicas y fáciles de instalar en las obras hidráulicas! marítimas y portuarias. 5ueden llegar a formar estructuras tan importantes como diues, escolleras, rompe"olas, espigones, islas artificiales y otras. 5ueden sustituir con *xito a la roca, sobretodo en sitios en donde su acarreo representa un costo importante o donde no existe. Las geo"bolsas son bolsas del tamaño y peso de rocas ue pueden sustituir a las mismas, en su ausencia o donde los acarreos sean importantes. Los geocontenedores son geotubos ue se llenan dentro de una barca#a de fondo abatible y se transportan hasta aguas profundas y ahí se de$an caer. Los tres contenedores de arena ya mencionados se llenan con arena in"situ, principalmente de material de dragado, lo cual representa grandes ahorros y mitiga efectos nocivos al medio ambiente. Estos tres contenedores pueden revegetarse con facilidad y forman rápidamente colonias coralígenas y de pólipos. 5ueden forrarse con una chapa de enrocamiento o de$arse sin forro. 5ueden usarse como vialidades y circular vehículos encima de ellos. 3eben diseñarse cuidadosamente y no simplemente 9recetarse:, pues pueden desviar de manera nociva e incontrolada las corrientes, pudiendo llegar a causar daños en otros lados, al momento de proteger el sitio buscado.
(e/erencias 0. Jo
