Geosinteticos
Tecnología de los Materiales Autor(es):
Baldeon Rodríguez Alexander Espinoza Benítez Jean Quiñones Loja Marcos Zavala Risco Deisy
3
Mañana
Ing. Erika Mozo Castañeda
Chimbote-Perú 2016
ÍNDICE
CARÁTULA …………………………………………………………………………………………………………………
1
ÍNDICE
2
………………………………………………………………………………………………………………………
INTRODUCCIÓN
……………………………………………………………………………………………….………
4
JUSTIFICACIÓN………………………………… JUSTIFICACIÓ N…………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………….. ……..
5
OBJETIVOS………………………………………… OBJETIVOS……… …………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… ………………………………………
6
CAPÍTULO I: GEOSINTÉTICOS G EOSINTÉTICOS GENERALIDADES 1.1.
HISTORIA………………………………………………… HISTORIA……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… …………………
8
1.2.
CONCEPTO……………………………………………………………………………………………….……. CONCEPTO……………………………………………………………………………………………….……. 8
1.3.
PROPIEDADES ……….……………………………………………………………………………………… ………. ………………………………………………………………………………………
9
1.4
FUNCIONES……………………..…………………………………………………………………………… FUNCIONES…………………….. ……………………………………………………………………………
10
1.4.1
SEPARACIÓN
……………………………………………………………………………………………… ……… ………………………………………………………………………………………
10
1.4.2
FILTRACIÓN………. FILTRACIÓN……….…………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………….
10
1.4.3
DRENAJE……………………………… DRENAJE ………………………………………….……………………… ………….…………………………………………………………… ……………………………………
10
1.4.4
REFUERZO………………………………….… REFUERZO………………………………….………………………………………… ………………………………………………………………… ………………………… 11
1.4.5
PROTECCIÓN…………………………………………………………………………………………….. PROTECCIÓN……………………………………………………………………………………………..
11
1.4.6
IMPERMEABILIZAR……………………………………………………………………………………… IMPERMEABILIZAR………………………………………………………………………………………
11
1.5
CLASIFICACIÓN… CLASIFICACIÓN………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………..
11
1.5.1
GEOTEXTILES…………………………………………………………………………………………….. GEOTEXTILES ……………………………………………………………………………………………..
11
1.5.2
GEOMALLAS ……………………………………………………………………………………………… GEOMALLAS………………………………………………………………………………………………
12
1.5.3
GEOREDES……………………………………………………………………………….……………….. GEOREDES ……………………………………………………………………………….………………..
13
1.5.4
GEOMEMBRANAS ……………………………………………………………………………………… GEOMEMBRANAS………………………………………………………………………………………
14
1.5.5
GEOCELDAS…………………………………………………………………………………..……….. GEOCELDAS…………………………………………………………………………………..………....
15
CAPÍTULO II: USOS DE LOS GEOSINTÉTICOS EN LA INGENIERÍA CIVIL 2.1.
GEOSINTÉTICOS EN VÍAS NO PAVIMENTADAS ……………………………………………… ………………………………………………... ... 18
2.2
GEOSINTÉTICOS EN LA ING. DE CAMINO………………………………………………………… CAMINO………………………………………………………… 18
2.3
GEOSINTÉTICOS EN MUROS DE CONTENCIÓN……………………………………………….. CONTENCIÓ N……………………………………………….. 19
2.4
GEOSINTÉTICOS GEOSINTÉTICOS EN RELLENOS SANITARIOS……………………………………………………. SANITARIOS…………………………………………………….
20
2.5
GEOSINTÉTICOS GEOSINTÉTICOS EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES………………………. RESIDUALES………………………. .
20
2.6 2.6
LAGUNA ANABÓRICAS ANABÓRICAS CON CUBIERTA……………………………………………… CUBIERTA…………………………………………………………….. ……………..
20
VIDRIO
Página 2
2.7 2.7 LAGUNA AERÓBICA………...................………………………………… AERÓBICA………...................……………………………………………………………………… ………………………………………… ……
21
2.8. LAGUNA ANABÓRICA Y AERÓBICA…………………..………………………………………………………. AERÓBICA …………………..……………………………………………………….
21
2.9 GEOSINTÉTICOS GEOSINTÉ TICOS EN PROYECTOS HIDRAULICOS………………………………………………………… HIDRAULICOS……………………………………………………………….. …….. 21 2.10 GEOSINTÉTICOS GEOSINTÉ TICOS CONTROL DE EROSION…………………………………………………… EROSION……………………………………………………………………….. ………………….. 22 22 2.10.1 CONTROL DE EROSIÓ EROSIÓ N EN TALUDES………………………………………… TALUDES………………………………………………………………………… ……………………………… 23 2.10.2 CONTROL DE EROSIÓ EROSIÓ N EN CANALES………………………………………………… CANALES………………………………………………………………………... ……………………... 24 CONCLUSIONES REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXOS
VIDRIO
Página 3
INTRODUCCIÓN El presente trabajo de información académica tiene como finalidad dar a conocer sobre los diferentes tipos de geosintéticos usados en la construcción de carreteras. La mayoría de construcciones de carreteras que se van a realizar poseen en su elaboración materiales geosinteticos: geomallas, georedes, geotextiles, geomembranas, etc. Por ello los geosinteticos es un material indispensable en la construcción de redes viales. Otra característica particular de los geosinteticos es que su aplicación se relaciona con la actividad constructiva, porque participa como parte integral de sistemas y estructuras que utilizan materiales de construcción tradicionales, como suelos, roca, agregados, asfaltos, concreto, etc.
El Capítulo I detallará sobre la historia, concepto, propiedades, funciones y clasificación. Mientras que el capítulo II nos da a conocer el uso de uso geosintéticos en la ingeniería civil. Conclusión General
VIDRIO
Página 4
JUSTIFICACIÓN
Los geosintéticos son de vital importancia en la construcción de carreteras para mejorar la calidad de los suelos y asegurar el buen funcionamiento de las carreteras. Con el uso de los materiales geosintéticos se reduce el impacto urbano ya que los períodos de intervención de las vías son más cortos y con menor frecuencia. El uso de los materiales geosintéticos, se reduce el impacto urbano ya que los períodos de intervención de las vías son más cortos y con menor frecuencia. Los geosintéticos han demostrado que con su uso, se extiende la duración de las capas de rodadura cuya estructura de pavimento posee cambios en la rigidez de soporte. También se logra la reducción de costos a mediano plazo. Los geosintéticos son de fácil transporte y colocación, pero se debe garantizar que los mismos sean instalados por personal capacitado y bajo una supervisión adecuada.
VIDRIO
Página 5
OBJETIVOS
Dar a conocer los diferentes tipos de geosinteticos existentes para poder ponerlos en práctica en nuestra vida.
Describir los beneficios que nos traen los geosinteticos en la construcción de obras públicas y también obras hidráulicas
Mostar el uso de los geosinteticos como medio de refuerzo para retardar la fisuración temprana de obras.
Saber diferenciar las diferentes funciones de los geosintético.
VIDRIO
Página 6
CAPITULO I
VIDRIO
Página 7
GEOSINTÉTICOS
1.1
HISTORIA:
La historia muestra que desde la antigüedad, se iniciaron las aplicaciones para aumentar la capacidad soporte de los suelos blandos y uno de los tantos métodos ideados para lograr tal objetivo fue la incorporación de algún tipo de elemento dentro del suelo para mejorar sus propiedades mecánicas. Fue así como los babilonios utilizaron las ramas de palmera entrelazadas con el fin de retener el material durante la construcción de sus obras verticales y de forma similar, en la Muralla China, se usaron ramas de plantas, entre ellas palmeras, para reforzar la arcilla y la arena en algunas partes o secciones. En otro casos, las culturas antiguas colocaban troncos de madera en forma perpendicular, lo cual es considerado como el principio de los geosintéticos conocidos en la actualidad como geoceldas y geomallas, siendo su función principal la de brindar el confinamiento lateral y la resistencia a tracción en suelos. Para el caso de obras que fueron ejecutadas para el uso de los ejércitos, fue la Armada Británica hacia el año 1800, quien implementó pruebas para demostrar de forma empírica, la disminución de la presión lateral en muros de contención al reforzarse con capas horizontales de madera o lona. En la actualidad, los proyectos en sus diseños, ya incluyen los geotextiles y/o geosintéticos con el fin de llevar a cabo el control del drenaje y la separación de materiales nuevos con materiales existentes. Hacia el año 1926, se llevó a cabo el primer experimento usando fibras sintéticas para el refuerzo de una estructura de pavimentación. La entidad encargada de tal fin fue el Departamento de Vías de Carolina del Sur en Estados Unidos y el ensayo consistió en colocar encima de la base granular de un pavimento flexible una capa gruesa de algodón sobre la cual se esparció asfalto caliente y sobre éste a su vez se colocó una capa de arena de espesor pequeño. Los resultados del experimento se publicaron 1935 y éstos demostraron que se logró reducir la fisuración y el agrietamiento en la estructura, así como el mejoramiento de las condiciones de servicio antes de que la fibra tuviera su total deterioro. En la Guerra del Golfo, el ejército de los Estados Unidos utilizó geoceldas para confinar la arena de los sitios de desplazamiento con el fin de lograr mayor rapidez en la movilización de sus tropas; así, se logró aumentar la capacidad de soporte que a su vez permitió al ejército poder crear nuevos caminos para el acceso de vehículos pesados con mayor facilidad y velocidad. En el siglo XXI, el uso de la geomalla en
VIDRIO
Página 8
repavimentación, ha tomado enorme fuerza en muchos países, por la reducción en los costos de mantenimiento de las vías en pavimento flexible.
1.2
DEFINICIÓN:
Son un grupo de materiales fabricados mediante la transformación industrial de substancias químicas denominadas polímeros, del tipo conocido genéricamente como “plásticos”, que de su forma elemental, de polvos o gránulos, son convertidos mediante uno o más procesos, en láminas, fibras, perfiles, películas, tejidos, mallas. Otra característica particular de los geosintéticos es que su aplicación se relaciona con la actividad de la construcción, por lo que participan como parte integral de sistemas y estructuras que utilizan materiales de construcción tradicionales, como suelos, roca, agregados, asfaltos, concreto, etc. Sus funciones dentro de tales estructuras son las de complementar, conservar, o bien mejorar el funcionamiento de los sistemas constructivos e inclusive, en algunos casos, sustituir por completo algunos materiales y procesos de la construcción tradicional.
1.3 PROPIEDADES: Los plásticos son los componentes principales en los geosintéticos. En la actualidad, muchas industrias sustituyen ventajosamente materiales tradicionales tales como agregados, suelos, metal, vidrio, etc., por materiales de plástico, que poseen, en general, las siguientes propiedades: - Ligereza, existiendo materiales menos densos que el agua. - Ductilidad - Maleabilidad - Elevada elasticidad - Resistencia Mecánica - Resistencia a agentes químicos, la cual varía dependiendo del material - Posibilidad de mejorar sus propiedades mediante aditivos o procesos mecánico – térmicos - Rangos variables de resistencia al intemperismo, existiendo algunos que deben ser protegidos y otros que pueden ser expuestos a la intemperie por lapsos largos, sin experimentar deterioro. - Baja absorción de agua
VIDRIO
Página 9
- Resistencia a la biodegradación, la cual varía según el material de que se trate. La familia de los Plásticos es muy extensa. Los productos de esta naturaleza que se utilizan para fabricar geosintéticos es apenas una pequeña fracción de los polímeros que se utilizan en la sociedad moderna. En general, las propiedades específicas de un plástico dependen de la combinación de muchas variables, las cuales son, entre otras: Naturaleza química: Grupos funcionales, peso molecular, dispersión del peso molecular, ramificaciones de la cadena principal, incorporación química de componentes (copolímeros), incorporación física de aditivos, tipo de formulación, etc. Historia de esfuerzos, temperaturas y exposición a agentes ambientales durante su vida útil. Procesos de transformación o formado Procesos de acabado.
1.4 FUNCIONES: Los Geosintéticos cumplen varias funciones principales:
1.4.1Separación: Impide el contacto entre dos superficies de distintas propiedades físicas lo cual evita la mezcla y contaminación permitiendo el flujo libre de flujos filtrándose a través del geotextil. Para evitar la mezcla de materiales debe de soportar las cargas estáticas y dinámicas del material de soporte y del tráfico durante la colocación, facilitando la retención de finos. El polipropileno lo mantiene estable ante la alcalinidad del cemento e inerte ante los diversos elementos químicos presentes en el terreno. Para la función de separación deben de tenerse en cuenta los siguientes aspectos:
Resistencia de la tracción Resistencia de punzonamiento Elogacion a la rotura Perforación dinámica por caída libre del cono Abertura de poros eficaz Espesor de geotextil
1.4.2 Filtración: Es la función que por medio de un geosintético poroso, flexible y permeable, en presencia de agua entre dos estratos o materiales diferentes, permite el paso del fluido, evitando la migración de finos o que las partículas se mezclen o
VIDRIO
Página 10
contaminen entre sí, aun estando sometidos a un trabajo de carga o comprensión
1.4.3 D renaje: Es la función que permite un régimen de flujo entre dos estratos, transportando fluidos o gases a través del plano del geosintético aun sometido a un trabajo de compresión o carga. Actúan como drenes para conducir el flujo a través de suelos menos permeables, son usados para disipara las presiones de poro en la base de terraplenes. Los drenes verticales prefabricados han sido usados para acelerar la consolidación de fundaciones con suelos blandos cohesivos debajo de los terraplenes.
1.4.4 R efuerzo: Es la función que por medio de un geosintético aumenta la capacidad de carga de un terreno, teniendo como resultado una superficie más estable; esto se logra por medio de la distribución de cargas, resultado de la interacción o fricción a la que es sometido el geosintético. Consideramos dos tipos de refuerzo:
Refuerzo en la tracción: eliminando las fuerzas de vuelco. Estabilización del suelo: mediante confinamiento de partículas evacuando por supresión el agua contenida.
1.4.5 Pr otección: Es la función de recibir, absorber y mitigar una fuerza ejercida sobre una superficie contra los elementos que puedan ocasionar un daño a ésta.
1.4.6 Impermeabilizar: Es la función que por medio de la cual se coloca una frontera o barrera impermeable, aislando dos estratos diferentes evitando la impregnación de uno con el otro.
1.5 CLASIFICACIÓN: Los geosintéticos pueden ser ampliamente clasificados en categorías según el método de Manufactura y son los siguientes:
1.5.1 G E OTEXTILES : Son telas permeables no biodegradables pueden emplearse como filtros en sustitución de agregados granulados, como estabilizadores de suelos blandos y como elementos para sustituir la erosión de suelos y el carreo de azolves. VIDRIO
Página 11
Características:
Resistencia a la tensión: el geotextil puede absorber esfuerzos producidos en estructuras sometidas a carga.
Elongación: permite un acoplamiento en terrenos irregulares, manteniendo su resistencia bajo deformaciones iniciales.
Resistencia química: debido a su fabricación polipropileno, los geotextiles resisten acidos, álcalis, insectos, etc.
Resistencia a temperatura: el polipropileno es resistente a las altas temperaturas.
Permeabilidad y capacidad de filtración: permiten el paso del agua y retienen los materiales finos
Tipos:
Geotextil tejido: impide la contaminación de los agregados seleccionados en el suelo natural
Geotextil no tejido: tienen altas fuerzas a la tensión, alto modulo y baja elongación
Aplicaciones: El uso de ellos dependerá de la función que debe desempeñar el geotextil, en contacto con el suelo y el tipo de obra a ejecutarse las aplicaciones son las siguientes:
Subdrenajes
Estabilización taludes y laderas
Caminos
Vías férreas
Diques
Canales
Muelles
Gaviones
Terraplenes
Campos deportivos
Repavimentaciones
VIDRIO
Página 12
1.5.2 G E OMALLA S : Son estructuras bidimensionales elaboradas de polímeros que están conformadas por una red regular de costillas conectadas de forma integrada por extrusión, con aberturas de suficiente tamaño. Su principal función es el refuerzo.
Características:
Resistencia a la tracción: depende de la geometría y sobrecargas previstas en la estructura.
Resistencia a largo plazo: Contempla los diversos factores reductores debidos a la fluencia del material.
Coeficiente de interacción el suelo: adherencia efectiva de la armadura con el suelo circundante.
Permeabilidad: capacidad del flujo de agua.
Tipos: Geomalla orientada:
Uniaxiliares: son diseñadas para proyectos de refuerzo de suelos donde se desea fuerza en un solo eje son diseñadas para ser mecánicas y químicamente estables en ambientes de suelos agresivos y no son atacadas por soluciones acuosas, ácidos, álcalis.
Biaxiliares: es una malla para base de caminos y estabilización de suelos. Ofrece una alta estabilidad a la tensión, excelente resistencia al daño en el proceso de construcción y a la exposición del medio ambiente. Son aplicadas en situaciones donde los esfuerzos movilizados son esencialmente al azar.
Aplicaciones:
Taludes
Gaviones
Obras marinas
Muros
Terraplenes
1.5.3 GE ORE DE S: VIDRIO
Página 13
Es una estructura de polímero manufacturado en forma de lienzo, que consiste en un sistema regular de costillas sobre puestas y conectadas íntegramente, cuyas aberturas son más grandes que los elementos que lo conforman. Son materiales de una o varias capas que se obstinen por extrusión o punzo nado del polietileno de alta densidad.
Características:
Resistencia a la tensión: adsorbe los esfuerzos producidos en la estructura que es sometida a la carga.
Transmisividad: la geored puede varias desde 0.5 hasta 16.5 g/ft/min dependiendo de las características de la estructura tridimensional.
Tipos: Georedes biaxiales consistentes de costillas solidas extruidas: es el tipo m ás común de geored. Georedes biaxiales consistentes de costilla extruidas espumadas: resultan en espesores totales mayores y mayor tasa de flujo. Georedes triaxiales consistentes de costillas solidas extruidas: lo que permite un elevado flujo preferencial a la capacidad de soportar elevados esfuerzos normales.
Aplicaciones:
Drenaje de agua
Detrás de muros de contención
En plataformas
Bajo los cimientos de edificaciones
En suelos susceptibles a heladas
Infiltración en taludes de rocas o taludes de suelos
1.5.4 GE OMEMBR ANAS : Se definen como un recubrimiento o barrera de muy baja permeabilidad usada con cualquier tipo de material relacionado y aplicado a la ingeniería geotécnica para controlar la migración de fluidos. Son fabricadas a partir de hojas relativamente delgadas de polímeros como el HDPE y el PVCI los cuales permiten efectuar uniones entre láminas por medio de f usión térmica o química sin alterar las propiedades del material.
Características:
VIDRIO
Alta durabilidad Página 14
Resistentes a la mayoría de los líquidos peligrosos
Alta resistencia química
Resistencia a la radiación ultra violeta (u.v)
Económicas
Tipos:
PVC (Cloruro de polivinilo):
Son fabricadas con características técnicas especiales, como ´por ejemplo alta flexibilidad para el recubrimiento de túneles: membranas texturizadas para desarrollar más fricción con el suelo cuando los taludes al recubrir tienen pendientes importantes, membranas con aditivos especiales para retardar la combustión en aplicaciones donde se requiera materiales de construcción con flamabilidad controlada.
HDPE (Polietileno de alta densidad):
Laminas impermeables que por su composición y características mecánicas y físicas presentan mayor durabilidad y resistencia, al ser fabricada para contrarrestar los rayos ultra violeta.
Aplicaciones:
Manejo de desechos sólidos
Rellenos sanitarios
Lagunas de oxidación
Agricultura
Reservorios
Almacenamiento
Canales de conducción
Minería- riego
Proyectos hidráulicos
1.5.5 GE OCELDA S: Son sistemas tridimensionales de confinamiento celular fabricados en paneles de polietileno o polipropileno. Por su alta resistencia sirve para el confinamiento de cargas.
Características: VIDRIO
Página 15
Permeabilidad: esta facilita la absorción del agua durante las precipitaciones del lluvia por lo que disminuye el escurrimiento y consecuentemente la erosión.
Resistencia al agrietamiento: su confinamiento celular permite alcanzar gran resistencia a los cambios climáticos ambientales.
Funciones:
Confinamiento celular
Soporte de carga (refuerzo de suelos)
Control de erosiones superficiales
Paisajismo
Estructuras de contención o tierra armada
Tipos: Geoceldas con paredes texturizadas: para lograr la fricción entre las paredes y el relleno. Geoceldas con paredes perforadas: para crear celdas permeables, estables y con gran interacción fraccional.
Aplicaciones:
Caminos de acceso
Parqueaderos
Canales
Estabilidad de taludes
Control de erosión
Muros de contención
Vías férreas
VIDRIO
Página 16
CAPITULO II
VIDRIO
Página 17
USOS DE LOS GEOSINTÉTICOS EN LA INGENIERÍA CIVIL 2.1 GEOSINTÉTICOS EN VÍAS NO PAVIMENTADAS: Pueden ser utilizados de forma eficaz en el refuerzo de vías no pavimentadas y plataformas de trabajo sobre suelos blandos. Cuando son especificados apropiadamente, los geosintéticos pueden tener una o más de las siguientes funciones: separación, refuerzo y drenaje. Los geotextiles y las geomallas son los materiales más usados en esos tipos de obras. Cuando son aplicados como refuerzo en vías no pavimentadas, los geosintéticos pueden proveer los siguientes beneficios, respecto de las vías no reforzadas:
Reducción del espesor de relleno Separación entre agregados y suelos de baja resistencia, en caso se use geotextil Aumento de la capacidad de soporte de suelos de baja resistencia. Reducción de la deformación lateral de rellenos Generación de una distribución de esfuerzos más favorable Ensancha la distribución de los incrementos de esfuerzos verticales Reducción de la deformación vertical debido al efecto membrana Incremento del tiempo de vida de la vía Reducción del mantenimiento periódico Reducción de los costos de construcción y operación de la vía.
Varias investigaciones en la literatura han mostrado que en una vía reforzada se alcanzará una determinada profundidad de ahuellamiento para un número de repeticiones de carga (intensidad de tráfico), mayor que en el caso no reforzado. Esto conduce a un mayor tiempo de vida y a un menor mantenimiento periódico de la superficie. Un material de refuerzo drenante, también acelerará la consolidación de un suelo blando, aumentando su resistencia. Es posible lograr el drenaje de suelos blandos mediante el uso de geotextiles con agregados, geotextiles y geomallas como refuerzo o geocompuestos de drenaje. La estabilización de la parte superior del suelo de fundación blando será benéfica si la vía será pavimentada en el futuro, reduciendo costos de construcción y disminuyendo las deformaciones del pavimento.
2.2 GEOSINTÉTICOS EN LA INGENIERÍA DE CAMINOS: Caminos y autopistas son de gran importancia para el desarrollo de un país. Debido al tránsito sistemático de vehículos pesados, condiciones climáticas y VIDRIO
Página 18
propiedades mecánicas de los materiales usados en la construcción de pavimentos, estos pueden durar considerablemente menos que l o proyectado. Los geosintéticos pueden ser utilizados de la siguiente manera:
Reducir o evitar grietas por reflexión Servir como una barrera para evitar la expulsión de finos Reducir el espesor de la capa de asfalto Reducir el espesor del pavimento Aumentar el tiempo de vida útil del pavimento.
La eficiencia de los geosintéticos como refuerzo en un pavimento puede ser estimada mediante el Factor de Eficiencia (E):
Los geosintéticos pueden ser de costo eficiente y pueden mejorar el desempeño y la durabilidad de los pavimentos.
2.3 GEOSINTÉTICOS EN MUROS DE CONTENCIÓN: Capas horizontales de refuerzos de geosintéticos pueden ser incluidas en muros de contención de rellenos para proveer una masa de suelo reforzada que actúa como una estructura de gravedad y resiste las presiones de tierra desarrolladas detrás de la zona reforzada. Los tipos de refuerzo utilizados son geomallas, geotextiles tejidos y tiras de poliéster. La estabilidad local del relleno en la parte superior de la pared es asegurada mediante la fijación del refuerzo a unas unidades de paramento construidas con materiales como polímeros, madera, concreto o gaviones en una variedad de f ormas. En Norte América ha sido probado que los muros de suelo reforzado pueden ser construidos en hasta 50% del costo convencional de muros de contención de gravedad.
Panel de apoyo Paneles de segméntales Envoltorio de geotextil
Los Cálculos de análisis y diseño en muros de suelo reforzado están relacionados con mecanismos externos, internos, de paramento y globales. Los métodos globales se refieren a mecanismos de inestabilidad que van más allá de la estructura compuesta de suelo reforzado. Estos cálculos son r ealizados en forma rutinaria usando métodos convencionales de análisis de estabilidad de taludes. Modos de diseño de los muros de suelo reforzado: Deslizamiento de base VIDRIO
Página 19
Volcamiento Capacidad portante Carga de tracción excesiva Arrancamiento Deslizamiento interno Ruptura de conexión Falla de columna por corte
2.4 GEOSINTÉTICOS EN RELLENOS SANITARIOS: Los geosintéticos son ampliamente utilizados en el diseño de sistemas de impermeabilización tanto de la base como la cobertura en instalaciones de rellenos sanitarios. Donde sus usos incluyen:
Geomallas: que pueden ser usados para reforzar taludes por debajo de los residuos así como para reforzar los suelos de cobertura por encima de las geomembranas. Georedes: que pueden ser usadas en drenaje. Geomembranas: que son laminas poliméricas relativamente impermeables que pueden ser usadas como barreras de líquidos, gases y/o vapores. Geocompuestos: que consisten en dos o más geosintéticos, pueden ser usados para separación, filtración o drenaje. Geotuberías: que pueden ser usadas en aplicaciones en rellenos sanitarios para facilitar la colección y el rápido drenaje de líquidos lixiviados en dirección de un receptor y luego hacia un sistema de eliminación. Geotextiles: que pueden ser usados con fines de filtración o como un colchón para proteger geomembranas contra el punzonado.
2.5 GEOSINTÉTICOS EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES: Los geosintéticos son usados en diferentes aplicaciones en instalaciones de tratamiento de aguas residuales. El uso más común es en lagunas que operan con procesos aeróbicos y anaeróbicos. Entre otras aplicaciones se tiene la evaporación mejorada de aguas residuales y la deshidratación de lodos mediante geotubos permeables hechos de geotextil.
2.6 LAGUNA ANARÓBICAS CON CUBIERTAS: Cuando las aguas residuales con una carga orgánica razonablemente alta son mantenidas en una laguna durante varios días, un sed imento anaeróbico se acumula en la base de la laguna. En una laguna no cubierta la actividad de digestión anaeróbica se realiza en la base de la laguna mientras que la actividad próxima de la superficie tiende a ser aeróbica. Generalmente estas lagunas toman aguas residuales con DOB (demanda de oxigeno bioquímico) de 400 a 5000 kg/m3Lodo y el efluente de salida tiene el DOB reducido en VIDRIO
Página 20
90 a 95%. El tiempo de retención es normalmente de 4 – 7 días. El proceso anaeróbico es mayormente autopropulsado y la única acción mecánica inicial requerida es abastecer a la laguna con aguas residuales y forzar su salida hacia un desagüe por rebose.
2.7 LAGUNA AERÓBICAS: Los sistemas aeróbicos usan aireadores de superficie tanto como sistemas difusores para introducir aire en las aguas residuales resultando en el consumo del contenido orgánico el cual es generalmente expulsado como dióxido de carbono. Típicamente estos sistemas toman aguas residuales con DOB en el orden de 500 a 1500 kg/m3 y el efluente de salida tiene el DOB reducido alrededor de 90%. El tiempo de retención es normalmente de 4 -7 días.
2.8 LAGUNA ANARÓBICAS Y AERÓBICAS: Muchas plantas de tratamiento de aguas residuales utilizan sistemas aeróbicos y anaeróbicas como procesos combinados o separados. Esto puede ser fácilmente realizado en una laguna usando una cobertura flotante de geomembrana especialmente diseñada. Estos sistemas combinados tienen una capacidad de tomar agua residual con DOB de 5000 kg/m3 y alcanzar un efluente de salida con menos de 100 kg/m. Los tiempos totales de retención pueden estar en el orden de 10 días aunque algunos sistemas finalizan con lagunas de ‘acabado’ o filtración/irrigación en pasto. Estos sistemas combinados tienen la capacidad de reutilizar el gas par a proveer energía que puede ser usada en los mecanismos de aeración.
2.9 GEOSINTÉTICOS EN PROYECTOS HIDRÁULICOS: Las estructuras hidráulicas comprenden un segmento del mercado de geosintéticos con probablemente las mayores oportunidades de crecimiento. El término “estructuras hidráulicas” incluye presas y canales. Las estructuras hidráulicas interactúan con el agua que puede ser una de las mayores fuerzas destructivas en la naturaleza. Los geosintéticos son generalmente utilizados para limitar la interacción entre la estructura y el agua. Los geosintéticos pueden incrementar la estabilidad de las estructuras hidráulicas. Los geosintéticos pueden ser usados en estructuras hidráulicas para:
Reducir o prevenir la infiltración mediante el uso de geomembranas. Reducir o prevenir erosión de bancos en canales mediante el uso de sistemas de impermeabilización con geomembranas. Proveer drenaje y/o filtración mediante el uso de geotextiles y georedes. Proveer refuerzo a la fundación de estructuras o a la propia estructura mediante el uso de geomallas.
Las geomembranas son prácticamente impermeables a infiltraciones de agua y son comúnmente usadas en presas en la creación de una barrera hidráulica en el talud aguas arriba. Las geomembranas pueden ser dejadas expuestas o VIDRIO
Página 21
cubiertas usando materiales como paneles de concreto. El uso de geomembranas ha probado particular utilidad en la mejora de presas de concreto deterioradas. La exposición puede acortar la duración de las geomembranas debido a la degradación por radiación ultra violeta, pero puede ser reparada con mayor facilidad que cuando se trata de geomembranas cubiertas. Las geomembranas cubiertas pueden ser también propensas a daño, tal como punzonamiento causado por materiales localizados en la parte superior y/o inferior. Los geotextiles son comúnmente colocados por debajo, y algunas veces sobre la geomembrana para proteger el material contra punzonamiento, sirviendo como un amortiguamiento para minimizar la concentración de presiones. Las filtraciones a través de una geomembrana ocurren principalmente por defectos en la unión de las juntas, y por orificios originados por punzonamiento. Generalmente, los defectos son minimizados a través de programas de control de calidad de instalación y ejecución en obra. Sin embargo, las filtraciones son inevitables especialmente cuando las geomembranas comienzan a envejecer. Para proteger la estructura, georedes o geocompuestos son normalmente usados como drenaje detrás de la geomembrana. El agua proveniente de la filtración colectada y depositada aguas abajo a través de un conducto en la presa o atrás en el reservorio.
2.10GEOSINTÉTICOS EN EL CONTROL DE EROSIÓN: La erosión es un proceso natural causado por las f uerzas del agua y el viento. Este es influenciado por un cierto número de factores, como el tipo de suelo, vegetación y geografía, y puede ser acelerado por varias actividades que ocurren dependiendo del uso de suelo. Procesos de erosión sin control pueden causar daños mayores a estructuras existentes y al medio ambiente. Los geosintéticos pueden ser usados en el control de erosion en obras como:
VIDRIO
Protección de taludes Canales Zanjas de drenaje Vías fluviales Protección de riberas Recuperación de áreas degradas Reforestación Protección contra abrasión Retención contra caída de rocas Rompeolas Vertederos Terraplenes
Página 22
2.10.1 Control de eros ión en taludes: Una obra de protección en taludes puede requerir el uso de geosintéticos, suelo clavado, tirantes o anclajes para garantizar la estabilidad. En algunos casos, la estabilidad de la superficie puede ser alcanzada mediante la cubierta de la cara del talud con una bolsa de geotextil rellena con pasta de cemento. La vegetación complementaria del talud protege contra perdidas de suelo debido a las acciones del agua y del viento. Es posible combinar vegetación con mantas de geosintéticos para proteger la cara de taludes pronunciados reforzados contra procesos erosivos.
2.10.2 Control de eros ión en canales : Bloques o paneles de polímero o concreto y geosintéticos pueden ser empleados en la protección de canales, riberas y t aludes de orillas.
VIDRIO
Página 23
CONCLUSIONES:
Gracias al trabajo de investigación nos damos cuenta que los geosintéticos reducen el costo en la construcción permitiendo así que muchas más personas puedan utilizarlas.
Este presente trabajo es útil para nosotros como futuros ingenieros porque ya vamos a tener en cuenta el uso y aplicación de los geosintéticos.
Podemos mencionar que estos productos son beneficiosos en muchos aspectos ya que son inertes frente a la mayoría de agentes químicos.
Los geosintéticos son un producto que ha ido mejorando con el tiempo permitiendo así mantener en buenas condiciones las diversas obras públicas de nuestro país.
Podemos mencionar que sirve como barrera frente a la erosion del suelo.
VIDRIO
Página 24
RECOMENDACIONES:
Se recomienda seguir investigando más sobre el tema tratado ya que nos va a servir en nuestra vida como futuros ingenieros.
Las obras de infraestructura vial son útiles por ello se recomienda ser consientes de los efectos sociales y económicos.
Elegir siempre buenos materiales pensando siempre en el futuro y progreso de nuestro país.
VIDRIO
Página 25
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
VIDRIO
Página 26
ANEXOS
VIDRIO
Página 27
Imagen 1: terreno reforzado con geored
Imagen 2: geotextiles
VIDRIO
Página 28
Imagen 3: Geosintéticos en rellenos sanitarios
Imagen 4: aplicación de geosintéticos en pavimentos
VIDRIO
Página 29
