Los
Geosintéticos 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, etc., o en compuestos de dos o más de
ellos, existiendo también algunas combinaciones con materiales de origen
vegetal.
Aunque en la
naturaleza existen de manera natural, substancias poliméricas, como la seda y
la celulosa, la diferencia con los geosintéticos, es que estos últimos son
fabricados por el hombre, a partir de productos obtenidos de la refinación del
petróleo.
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.
PROPIEDADES
GENERALES DE LOS GEOSINTETICOS, A PARTIR DE SU NATURALEZA POLIMERICA.
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
-
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.
Es
importante hacer notar que el nombre genérico de un plástico o polímero, tal
como “Polipropileno”, “Polietileno de Alta Densidad”, “Poliéster”, etc., no es
suficiente para caracterizarlo de manera completa, porque bajo la misma
denominación pueden producirse diversos productos, con propiedades diferentes.
CLASIFICACION
DE LOS GEOSINTETICOS
La siguiente
clasificación muestra los distintos Geosintéticos; de cada tipo existen
distintas clases o subcategorías.
Geotextiles
Geomembranas
Georedes o
Geomallas
Geodrenes
Geomantas
Geoceldas
Geocompuestos
de Bentonita
GEOTEXTILES
Los
geotextiles son telas con diversas
estructuras, cuyos elemento individuales son fibras, filamentos, o cintas de
plástico, que siguiendo diversos patrones de distribución de sus elementos
individuales, se reúnen y entrelazan entre sí por medio de diversos procesos
que les someten a acciones mecánicas,
térmicas, químicas, o varias de ellas, obteniendo así, estructuras continuas,
relativamente delgadas, porosas y
permeables en forma de hojas, que tienen resistencia en su plano.
Tipos de
Geotextiles, según el proceso de su fabricación:
Geotextiles
No Tejidos
Geotextiles
Tejidos
Tipos de
Geotextiles, según el polímero de su fabricación:
Geotextiles
de Poliéster
Geotextiles
de Polipropileno
Las
propiedades de los Geotextiles son resultado de la combinación de su polímero
base, de su estructura y de los procesos de acabado a que se sometió el
material.
La
estructura es el arreglo geométrico entre los
elementos individuales del producto, ya sean fibras cortadas, filamentos
o cintas, y del tipo de unión entre los mismos, factores que resultan en un
material específico. 1
El grupo con
un uso más extendido, tanto en cantidad de aplicaciones como en consumo total,
es el de los Geotextiles No Tejidos, que se caracterizan porque las fibras que
los componen se distribuyen en forma desordenada, en todas direcciones.
Dentro de
este grupo, es el de los Geotextiles No Tejidos Punzonados,el de mayor consumo
mundial; en ellos, la unión entre sus fibras se logra mediante entrelazamiento por la acción de agujas, con
lo que se obtienen estructuras adaptables, pues sus fibras tienen una
relativa libertad de movimiento entre
sí, lo que genera una importante elongación inicial, antes de entrar en
tensión.
Su
comportamiento bajo tracción se caracteriza por una relativamente baja carga en
tensión inicial, que corresponde a una
elongación inicial relativamente alta (bajo
módulo inicial), lo que explica al alto grado de adaptabilidad de este tipo de geotextil, que le permite adaptarse a
superficies irregularidades, sin ser dañado.
Tienen este
tipo de geotextiles, además, muy alta porosidad y permeabilidad, tanto en
su plano como a través de su plano, siendo filtros muy eficientes. Son resistentes al bloqueo de sus poros con
suelo bien graduado. El flujo a través de su estructura inicia con carga
hidráulica muy baja. .
Una manera
muy común de clasificarlos es por su masa por unidad de área, siendo los de uso
más extendido desde 140 hasta 400 g/m2,
aunque existen de mucha mayor masa, para
aplicaciones especiales.
Por sus
características ya descritas, los Geotextiles No Tejidos Punzonados, se
utilizan para aplicaciones de Separación de Materiales, Filtración, Drenaje,
Control de la Erosión y Prevención de la Reflexión de Grietas.
Los más
pesados y resistentes se utilizan para Protección de Geomembranas,
Estabilización y Refuerzo.
Otros
Geotextiles No Tejidos. Algunos materiales son modificados posteriormente al
punzonado, mediante fusión superficial de sus fibras, estiramiento a alta
temperatura o aplicando tratamientos en su superficie, con resinas químicas y
posterior horneado, con el fin de variar sus propiedades, con diferentes
propósitos.
Geotextiles
No Tejidos Termosellados son aquellos que se obtienen por medio de la fusión de
sus fibras, sobre las que se aplica presión
mediante rodillos calientes, lisos o con relieves, fusionando toda la
superficie del material o sólo áreas
selectas del mismo.
El resultado
son geotextiles delgados en los que las fibras no tienen libertad de movimiento
y su comportamiento es más tenaz. La permeabilidad del producto final es menor cuando se usan rodillos lisos.
Otro grupo
importante de geotextiles son los Geotextiles Tejidos, en los que su
construcción sigue un patrón geométrico
claramente definido, que se logra por medio
del entrelazamiento de filamentos o cintas planas en dos direcciones
mutuamente perpendiculares, mediante un proceso de urdido, por el cual es
posible combinar diferentes tipos de filamentos en cualquiera de las
direcciones del tejido, para obtener las propiedades de resistencia que se
buscan, en las dos principales direcciones de fabricación. Estos geotextiles
son menos rígidos en el sentido diagonal.
Dentro de
este grupo de materiales tejidos, son
los Geotextiles Tejidos de Cinta Plana los de mayor volumen de uso; las cintas
que los componen son planas, mejor conocidas como rafia. Debido a que su
resistencia se tiene principalmente en los sentidos de fabricación y en el
transversal a éste, se someten a un proceso de acabado térmico para reducir el
movimiento relativo de las cintas.
Su
comportamiento bajo tracción muestra una carga en tensión inicial relativamente
alta, con baja elongación (alto módulo inicial). Por ello su capacidad de adaptación a superficies irregularidades
filosas, como son subrasantes con presencia de roca, es baja. Su aplicación más
exitosa es como refuerzo sobre estratos que experimentan asentamientos al
construir, como son zonas de suelos saturados y pantanos, sin roca presente en
la superficie, pues de este modo pueden desarrollar su capacidad de refuerzo a
la tensión y mantener su integridad.
Sus
aberturas son pequeñas y su permeabilidad baja respecto de los Geotextiles No
Tejidos y de los Geotextiles Tejidos de Monofilamentos; sólo permiten flujo a
través de su plano, requiriendo para
ello que exista un cierto valor de carga hidráulica, y poseen poca resistencia
al bloqueo de sus poros con suelo bien graduado. Por lo anterior, no se usan
para aplicaciones de filtración o que requieren alta permeabilidad.
Los tipos
más usuales varían desde 140 hasta 280 g/m2.
Los
Geotextiles Tejidos de Monofilamentos :se componen por filamentos de sección circular relativamente gruesos,
con tamaños de aberturas claramente establecidas y mensurables mediante
procedimientos sencillos. Según la combinación de los filamentos en las
direcciones de fabricación y transversal se controla la permeabilidad y tamaño
de abertura. Se utilizan en aplicaciones de filtración, y de refuerzo en las que se requiere una alta
permeabilidad.
Su carga en
tensión inicial es alta y su elongación es baja (alto módulo inicial). Por lo
mismo, su capacidad de adaptarse a irregularidades es baja.
Sólo poseen
flujo a través de su plano y su Permeabilidad es muy alta, no requiriendo la
existencia de una carga hidráulica apreciable para establecer el flujo. Su
resistencia al bloqueo con suelo, bien graduado o no, es muy alta y se considera
su estructura muy favorable para el diseño de soluciones a casos críticos de
filtración.
Los
Geotextiles Tejidos de Multifilamentos :son producto del urdido de
multifilamentos, mismos que son el
resultado del trenzado de varios filamentos de menor diámetro. Son materiales con muy alta resistencia a la
tensión y alto módulo de tensión.
Su carga en
tensión inicial es muy alta y su elongación es baja. Su capacidad de adaptación
a irregularidades es relativamente baja. Son el grupo de mayor resistencia a la
tensión entre los geosintéticos utilizados para reforzar.
Su
Permeabilidad es intermedia. Sólo se establece el flujo a través y no en su
plano. Son resistentes al bloqueo de sus poros con suelo, bien raduado El flujo
inicia con baja carga hidráulica.
Se utilizan
primordialmente para aplicaciones de estabilización de terraplenes que se
construyen sobre terrenos de muy baja capacidad de carga.
NOTAS
Las comparaciones que se establezcan entre
geotextiles deben ser entre materiales con igual masa por unidad de área.
La masa por
unidad de área y la construcción (estructura formada por sus componentes
básicos) son los principales factores que
influyen en las propiedades
hidráulicas y mecánicas de los geotextiles.
El módulo es
diferente al calculado para otros materiales, pues en los geotextiles no se
toma en cuenta el espesor, por ser materiales con alta relación de vacíos. El módulo inicial es
la carga de tensión a elongaciones muy bajas.
GEOMEMBRANAS
La
Geomembranas son láminas de muy baja permeabilidad que se emplean como barreras
hidráulicas; se fabrican en diversos espesores y se impacan como rollos que se
unen entre sí mediante técnicas de termofusión, extrusión de soldadura,
mediante aplicación de adhesivos, solventes o mediante vulcanizado, según su
naturaleza química.
Tipos de
Geomembranas, según el proceso de su fabricación:
Geomembranas
No Reforzadas
Geomembranas
Reforzadas
Tipos de
Geomembranas, según el polímero de su fabricación:
Geomembranas
de PVC Plastificado
Geomembranas
de Polietileno de Alta Densidad
Geomembranas
de Polipropileno
Geomembranas
de Polietileno Cloro Sulfonado
Geomembranas
de Hules Sintéticos
Las
Geomembranas de mayor volumen de aplicación son las No Reforzadas, de Polietileno
de Alta Densidad y de PVC Plastificado.
Las
Geomembranas de Polietileno de Alta Densidad (PEAD) se fabrican en rollos
anchos, de 7.0m o más, y en esta presentación se embarcan al sitio de la obra,
donde se unen unos con otros mediante equipo de termofusión y extrusión de
soldadura del mismo polímero.
Otro tipo
muy usual de Geomembranas, son las de PVC Plastificado, las cuales se instalan
mediante la unión en campo, de lienzos prefabricados en plantas industriales,
según un despiece planeado, para luego unirse unos con otros en su sitio de
ubicación final, a manera de rompecabezas. Esto es posible en las Geomembranas
de PVC Plastificado, porque los lienzos pueden ser doblados y empacados en
forma de paquetes, sin causar daño al material, como podría ser en otro tipo de
láminas que se agrietan al ser dobladas. Lo anterior resulta en instalaciones
muy rápidas.
Las técnicas
de unión en el sitio de la obra, para
las Geomembranas de PVC pueden ser mediante termofusión, aplicada por
una empresa especializada, o mediante aplicación de adhesivos especiales. Este
último caso es una gran ventaja en caso de presentarse rupturas en la membrana
de manera accidental, posteriormente a su instalación por el proveedor, pues el
mismo usuario puede realizar la reparación sin necesidad de gastar en ayuda
especializada, ya que la técnica de unión con adhesivo es muy
sencilla.
La selección
del tipo de geomembrana para cada aplicación requiere del análisis de diversas
variables:
Compatibilidad
Química
Comportamiento
Mecánico Requerido
Exposición
al Intemperismo
Eventual
Daño Mecánico y Reparaciones
Las
variables indicadas anteriormente no son, sin embargo, las únicas a considerar,
requiriéndose generalmente, de una evaluación más completa de la instalación de
que se trata, tomando en cuenta que existen situaciones que requieren diseñar
de manera más completa, no pudiendo depender exclusivamente de un producto (la
geomembrana), para impedir el acaecimiento de situaciones graves, como puede
ser, por ejemplo, la fuga de sustancias peligrosas que pueden contaminar el
ambiente y amenazar la salud pública, para lo cual se requiere construir
SISTEMAS IMPERMEABLES, en vez de simplemente UTILIZAR PRODUCTOS IMPERMEABLES.
El diseño de
instalaciones de ese tipo se lleva a
cabo por empresas especialistas y generalmente las soluciones implementadas
emplean otros Geosintéticos además de
Geomembranas, en diseños “a prueba de fallas”.
VENTAJAS DE
LAS GEOMEMBRANAS SOBRE IMPERMEABILIZACIONES CON ARCILLA COMPACTADA:
Continuidad
Las capas de
arcilla compactada contienen pequeños conductos en su masa, a través de los
cuales se establece el flujo de líquidos. Estos conductos se presentan por
agrietamiento, al perder humedad la
arcilla. También se presentan conductos horizontales en la frontera entre las capas compactadas.
La razón de esto es que las barreras de suelo no son materiales continuos, sino
el producto del acomodamiento y densificación de partículas por el proceso de
compactación a que se deben someter.
Muy bajo
Coeficiente de Permeabilidad.
Esta
propiedad es mucho menor que la correspondiente a arcillas compactadas. Se
determina en forma indirecta, a través de la medición de transmisión de vapor a
través de la geomembrana. Esto trae como consecuencia que se pueden construir
sistemas impermeables con espesores despreciables, en lugar de tener que
compactar gruesas capas de arcilla.
Ligereza
Propiedad
importante de las Geomembranas desde el punto de vista logístico, ya que se
puede lograr la impermeabilización sin grandes acarreos y en lapsos muy cortos.
GEOREDES O
GEOMALLAS
Son
elementos estructurales que se utilizan para distribuir la carga que transmiten
terraplenes, cimentaciones y pavimentos, así como cargas vivas, sobre terrenos
de baja capacidad portante, o bien como elementos de refuerzo a la tensión
unidireccional, en muros de contención y taludes reforzados que se construyen
por el método de suelo reforzado.
Por su
funcionamiento, las Georedes son de dos tipos principales:
Georedes
Biaxiales, que poseen resistencia a la tensión en el sentido de su fabricación
(a lo largo de los rollos) y también en el sentido transversal al anterior.
Georedes
Uniaxiales, que poseen resistencia a la tensión únicamente en el sentido de
fabricación.
Por su
Flexibilidad, se tienen dos tipos:
Georedes
Rígidas, que se fabrican mediante procesos de pre-esfuerzo del polímero,
primordialmente Polipropileno y Polietileno de Alta Densidad.
Georedes
Flexibles, fabricadas mediante procesos de tejido de filamentos de alta tenacidad,
que fueron previamente sometidos a un alto grado de orientación molecular; se
fabrican de Poliéster.
Dado que
las Georedes Uniaxiales se utilizan en
estructuras cuyo comportamiento debe garantizarse por lapsos muy largos (de
hasta 100 años), sus propiedades relevantes son:
-
Resistencia a la Tensión
-
Resistencia a Largo Plazo Bajo Carga Sostenida
-
Coeficiente de Fricción en contacto con el suelo que refuerza
-
Resistencia al Daño Mecánico
-
Resistencia a ataque químico y biológico
Las Georedes
Biaxiales funcionan mediante mecanismos de interacción con el suelo y los
agregados, que les permiten tomar parte de los esfuerzos inducidos durante la
construcción, mediante fuerzas de tensión que se desarrollan en el plano del
material.
Por ello,
las propiedades principales de las Georedes Biaxiales, directamente
relacionadas con sus diversas aplicaciones, son:
Tamaño de
aberturas
Rigidez a la
flexión
Estabilidad
de Aberturas
Módulo de
Tensión
Resistencia
a la Tensión
GEODRENES
Los
geodrenes son drenes prefabricados elaborados mediante la combinación de
núcleos de plástico con alta resistencia a la compresión y muy alta
conductividad hidráulica, y cubiertas de un geotextil filtrante que impide la
intrusión de suelo dentro de los vacíos disponibles para el flujo; su función
es captar y conducir líquidos a través de su plano.
Son
estructuras continuas y extremadamente delgadas, en comparación con las
dimensiones requeridas para construir drenes a base de agregados y
tuberías.
Tipos de
Geodrenes, según el Polímero de su Núcleo
Núcleo de
Poliestireno de Alto Impacto
Núcleo de
Polietileno de Alta Densidad
Tipos de
Geodrenes, según la forma de su Núcleo
Núcleos en
forma de canastilla
Contienen una multitud de conos espaciadores
que forman canales por los cuales se transporta el fluido captado. El ingreso
de los fluidos al producto se realiza por ambas caras del núcleo, cuyo reverso
es plano y tiene orificios.
Núcleos en
forma de malla
Contienen en
ambas caras, series de gruesos cordones
de plástico, paralelos entre sí, que se superponen sobre otra serie de
cordones del mismo tipo, formando ángulos agudos, teniendo apariencia de mallas
tejidas, con alta proporción de áreas abiertas, uniformes en tamaño. El flujo del agua en el plano del material se
establece a través de los canales resultantes.
El Geotextil
filtrante generalmente es del tipo No Tejido, aunque existen variantes para
casos especiales en los que se usan
geotextiles tejidos, por su alto módulo
de tensión.
Los Geodrenes más gruesos y con mayor
capacidad de flujo se utilizan en los hombros de las carreteras para abatir el nivel freático y de este modo
proteger el pavimento o bien para colectar y desalojar el agua captada por capas
permeables del pavimento. Los más delgados
se emplean en el respaldo de muros de contención, para cortar líneas de flujo
procedentes de filtraciones en la parte superior del relleno contenido por el
muro y así evitar la generación de
empujes hidrostáticos sobre el mismo y también para interceptar flujos en
laderas.
GEOMANTAS
Son láminas
relativamente gruesas formadas con filamentos cortos o largos de plástico, generalmente polipropileno,
polietileno o nailon, de sección
rectangular o cónica, simplemente agrupados con ayuda de redecillas,
aglutinantes o costuras muy sencillas, o bien fuertemente entrelazados entre
sí, que pueden o no incluir capas de
fibras de origen vegetal.
Se instalan
sobre taludes para evitar su erosión, como elementos de protección permanente o
temporal, y combinadas o no, con siembra de semilla.
Sus
funciones son las de reducir la capacidad erosiva de los escurrimientos,
proteger al suelo, acelerar la germinación de especies vegetales implantadas,
reforzar las raíces, o varias de ellas.
Las Geomantas se fabrican con
diferentes propiedades pudiendo agruparse de la siguiente manera:
Mallas
sintéticas delgadas, con baja porosidad y resistencia mecánica limitada, que se
utilizan únicamente como materiales de
cubierta, para aplicaciones temporales.
Mallas sintéticas
gruesas, con estructura tridimensional, alta porosidad y suficiente resistencia
para permitir el llenado de sus poros con suelo.
Mallas
sintéticas gruesas, que contienen capas de fibras vegetales, con estructura
tridimensional, baja porosidad y suficiente resistencia para permitir el
llenado de sus poros con suelo.
Mallas
sintéticas gruesas, con estructura tridimensional, alta porosidad y alta
resistencia que además de permitir el llenado de sus poros con suelo, refuerzan
el sistema radicular a largo plazo, una vez que se ha desarrollado la
vegetación. La resistencia mecánica puede ser aportada por los mismos
filamentos sintéticos que forman su estructura o por un elemento de refuerzo
adicional.
Igual al
anterior, pero de menor porosidad por la inclusión en su estructura, de capas
de fibras de coco.
GEOCELDAS
Las
Geoceldas son estructuras tridimensionales de gran peralte y forma romboide,
que se utilizan para contener rellenos en taludes, con el objetivo de evitar su
deslizamiento y erosión. También se utilizan para confinar materiales dentro de
sus celdas y construir plataformas reforzadas, con mayor capacidad de
distribución de la carga; en esta aplicación, el producto previene la falla por
desplazamiento lateral del relleno bajo las cargas impuestas.
Se fabrican
con diversos peraltes y tamaños de abertura de celda, en Polietileno de Alta
Densidad y Polipropileno.
GEOCOMPUESTOS
DE BENTONITA
Son
laminaciones de bentonita de sodio confinada entre dos capas de geotextil. Se
usan primordialmente en el confinamiento de substancias peligrosas, como
elemento para sellar eventuales perforaciones en las Geomembranas utilizadas
como barrera primaria. Se fabrican en rollos que se traslapan y unen entre sí,
utilizando bentonita granular bajo los traslapes.
Su empleo
requiere revisar la eventual existencia de sales de calcio que pueden afectar a
la bentonita contenida en el producto.
Los
Geocompuestos de bentonita laminada son materiales muy pesados ( >5 kg/m2) y
requieren estar confinados para desarrollar su función sellante de orificios,
derivada de la alta expansividad de la bentonita al hidratarse.
Geomallas
Co-extruidas
Uno de los
métodos que desde la antigüedad hasta los tiempos actuales se sigue utilizando
para aumentar la capacidad de carga de los suelos blandos, es el refuerzo de
los mismos con confinamiento lateral de partículas del material que conforma el
suelo, aumentando de esta forma la resistencia a la tensión.
Como ya se
mencionó, en la antigüedad este efecto se lograba con la
utilización de
ramas trenzadas o con troncos colocados en forma ortogonal.
Con la
tecnología actual, las geomallas bi-orientadas coextruidas permiten lograr el
mismo efecto de confinamiento lateral de los materiales granulares.
Dichas
geomallas se fabrican a base de polímeros, formando una red
bidimensional
proveniente del proceso de extrusión, en cuyas aberturas se introducen los
materiales granulares para generar el proceso de trabazón de agregados.
A
continuación se presentan las imágenes de cada una de las geomallas
mencionadas:
Geomalla
Co-extruida Mono-orientada
Geomalla
Uniaxial capas granulares (PAVCO)
Este tipo de
geomallas tiene como campos de aplicación los siguientes:
Refuerzo
muros, taludes, terraplenes y diques
Estabilización
suelos blandos
Reparación
por deslizamientos y cortes de taludes
Ampliación
corona de taludes
Recubrimiento
de estribos, muros y aletas de puentes
Muros
vegetados o recubiertos con concreto
Geomalla
Co-extruida bi-orientada
.
Geomalla Biaxial capas granulares (PAVCO)
Esta
geomalla presenta su función en los siguientes campos de aplicación:
Terraplenes
en caminos y ferrovías (refuerzo en balasto)
Refuerzo en
bases granulares de vías pavimentadas y no pavimentadas
Refuerzo en
estructura de aeropistas
Refuerzo
para contención en rocas fisuradas
Geomallas en
Fibra de Vidrio
Este tipo de
geomallas son de tipo flexible y se diseñan para controlar los
efectos de
agrietamientos por reflexión, por fatiga o por deformaciones
plásticas en
un pavimento asfáltico. Este producto tiene como función principal el aumento
de la resistencia a la tracción en una capa asfáltica y de distribuir de manera
uniforme los esfuerzos horizontales en una mayor área, lo cual permite la
durabilidad de los pavimentos sin que se evidencien grietas a corto plazo.
Este producto ofrece un alto módulo de elasticidad mayor incluso que el
módulo de la
mezcla asfáltica, lo cual ofrece una gran ventaja respecto a otros métodos pues
es precisamente el material con mayor módulo el que asume los esfuerzos
generados por las cargas.
Igualmente,
este material ofrece ventajas por estar constituido de fibra de vidrio cuyo
punto de fusión está entre los 800 y 850 °C, lo que permite trabajar
conjuntamente con la mezcla asfáltica.
A
continuación se presenta la imagen de la geomalla biaxial en fibra de
vidrio:
Este tipo de
geomalla tiene los siguientes campos de aplicación:
Control de
fisuras por reflexión fisuras subyacentes
Control de
ahuellamientos
Refuerzo
continúo para vías con altos volúmenes de tráfico y pistas de aeropuertos
Reparaciones
puntuales en pavimentos
Refuerzo de
capas asfálticas sobre losas de concreto
Adicionalmente,
este producto logra el incremento de la vida útil de un pavimento al
aumentarse significativamente la resistencia a la fatiga de los
materiales
bituminosos, lo cual genera menores costos en mantenimiento.
El
desarrollo del plástico en la construcción no fue tarea fácil para las primeras
industrias productoras. La fuerte tradición a los materiales convencionales,
unido al desconocimiento de los nuevos materiales fueron factores a vencer. El
consumo comenzó a crecer y, como consecuencia, a bajar el precio de los
plásticos lográndose entonces no solo ahorro en el coste del material sino
también en la mano de obra, por el menor tiempo de instalación, menor peso,
mayor facilidad de carga y descarga. Entre los primeros productos fabricados
con plástico que aparecieron en la construcción figuran las tuberías, sus
accesorios para desagües y las tuberías para agua caliente. Hoy la lista es
mucho más amplia y continua en aumento. La facilidad de fabricación y
versatilidad de los plásticos, combinada con su durabilidad, fuerza, relación
de coste-eficacia, bajo mantenimiento y resistencia a la corrosión, hace de
este material una elección acertada.
Desde los
años 50, los edificios están utilizando en forma creciente plásticos en
aplicaciones tales como tuberías, ventanas, techos, pisos, conducción y
aislamiento de cables. Y desde fechas más recientes también se los incluyen en
el mobiliario para baños y montajes de cocina. Las diversas propiedades de las
diferentes resinas plásticas las hacen ventajosas para una gran gama de
aplicaciones en la construcción.
DEFINICIÓN Y
PROPIEDADES
1- Los
plásticos son materiales que contienen como elemento fundamental sustancias de
elevado peso molecular. Son sólidos en estado final y en alguna etapa de su
fabricación han podido ser sometidos a un flujo. Se trata de materiales
orgánicos sintéticos que se pueden hacer mas blandos mediante el calor durante
alguna etapa de transformación, adoptando una nueva forma que se conserva
permanente o semipermanente.
2- Los
sinónimos “plásticos” y “resinas sintéticas” se refieren a polímeros orgánicos
sintéticos de cadena larga, que comparten las características de ser plásticos
en alguna etapa de su fabricación. Los plásticos se clasifican en dos grandes
grupos: materiales termoplásticos y termoestables (duroplasticos)
-
Propiedades.
La mayor
parte de los plásticos se modifican agregándoles plastificantes, llenantes u
otros ingredientes.
Ciertos
plásticos carecen de punto de fluencia, ya que se rompen antes de alcanzarlo;
otros tienen un rango elástico moderadamente alto, seguido de un rango plástico
alto; también existen algunos que son muy elongables, y por eso pueden usarse
bajo esfuerzos que superan el punto de fluencia.
Los
plásticos son muy sensibles a la temperatura, a la taza y al momento de
aplicación de cargas.
LLENANTES Y
PLASTIFICANTES
A los
termoestables se les agregan llenantes al fin de modificar sus características
básicas. Por ejemplo, el polvo de madera convierte una resina dura, quebradiza
y difícil de manejo, en un material mas económico y fácil de moldear para
aplicaciones generales. Las fibras de asbesto producen mayor resistencia al
calor; la mica contiene mejores propiedades eléctricas, y una variedad de
materiales fibrosos, como fibras, trapos o cuerdas de neumáticos picados,
mejora la resistencia y las propiedades al impacto.
A muchos termoplásticos
se les añaden plastificantes fundamentalmente para transformar un material duro
y rígido dentro de una variedad de formas teniendo varios grados de suavidad,
flexibilidad y resistencia.
CLASIFICACION
DE LOS MATERIALES PLASTICOS
Los
termoplásticos se ablandan por el calentamiento y se endurecen al enfriarse,
sin importar el numero de veces que esto se haga.
Los
termoestables, son originalmente blandos o líquidos o bien se ablandan al
calentarse por primera vez, aunque posteriormente se endurecen de modo
permanente.
TRANSFORMACIÓN DE LAS MATERIAS PLÁSTICAS
en el
proceso de elaboración de los materiales plásticos se realiza la transformación
del plástico por procedimientos de moldeo, adaptándose el material a una
determinada forma, una vez que finaliza dicho proceso de elaboración.
El plástico,
cuando sale de su proceso químico, a partir de los hidrocarburos procedentes de
derivados petrolíferos, se presenta generalmente en forma de polvo fino, que se
mezcla después con aditivos y colorantes en mezcladoras con cilindros
calientes. Por ultimo, se somete al proceso de moldeo.
La
fabricación permite obtener dos tipos de materiales: los plásticos
semielaborados, que son aquellos que reciben alguna modificación determinada
antes de su empleo, y los plásticos elaborados, que salen de fábrica dispuestos
ya para su utilización.
Dentro de
los productos semielaborados se incluyen los laminados, perfiles, tubos, telas
y películas, que suelen producirse en largos continuos o en dimensiones
condicionadas por la prensa en que se elaboran.
En cuanto a
los artículos elaborados estos se obtienen por diferentes procedimientos. Así,
los plásticos termoestables se obtienen en moldeo por compresión, mientras que
las resinas termoplásticas se obtienen en moldeo por inducción.
TIPOS DE
MOLDEO
Moldeo por
compresión se realizan comprimiendo el polvo de plástico entre las dos paredes
del molde sometido a presión (300 a 450 kg/cm) al plástico se aplica calor
(unos 175 C), volviéndose fluido y adoptando las forma de la prensa.
Moldeo por
inyección consiste en inyectar una cantidad de material termoplástico a través
de un cilindro calefactor donde se reblandece y se comunica con el molde. La
masa plástica se distribuye y endurece por enfriamiento. Varían con el tipo de
plástico y según su estabilidad frente al calor.
TERMOPLASTICOS
O TERMOMODIFICABLES
Polietileno
Este
plástico se obtiene por polimerización directa del etileno procedente de la
deshidratación del alcohol etílico. Es un polímetro muy ligero, sólido,
incoloro, translucido y muy flexible. Es atacado por los ácidos, pero resiste
bien el agua hirviendo y la gran mayoría de los disolventes ordinarios.
Los usos mas
habituales en la construccion se encuentran en tuberías para líquidos y en
laminas plásticas para aislamiento hidrófugo.
Poliestireno
Se obtiene
por polimerización de etilbenceno. En su estado inicial es un termoplástico
incoloro, vítreo, transparente, ligero y resistente al intemperie, y tiene una
aceptable resistencia mecánica. Su campo de aplicación en la construccion
radica en su presentación como espuma de poliestireno, poliestireno expandido o
poliestireno extruido.
Poliuretano
Este es un
producto que se presenta en la construccion en forma de espuma de poliuretano y
que es muy utilizado como aislamiento térmico. Es un producto que se coloca en
obra, por proyección sobre fachadas y cubiertas, o inyectado en la confección
de paneles sándwich.
Polimecratilato
Se trata de
un termoplástico, sólido, de aspecto vítreo, estable frente a la temperatura y
de buena resistencia mecánica. Por su parecido con el vidrio se le conoce
también como vidrio sintético y orgánico, y se utiliza para la realización de
rótulos, lucernario, muebles u objetos decorativos.
Policarbonato
Es un
plástico de características parecidas al anterior, aun cuando resulta más
flexible, y que se utiliza la realización de lucernarios, en especial el
policarbonato de doble celdilla.
Polipropileno
Se trata de
un plástico rígido, transparente, duro, poco resistente a las bajas
temperaturas pero muy adecuado para tuberías sometidas a altas temperaturas. Se
emplea especialmente para tuberías de calefacción, rótulos, etc.
Nitrato de
celulosa
Es el
plástico más antiguo que se conoce. Procede de la reacción del ácido nítrico
con el algodón, en presencia del ácido sulfúrico. Termoplástico y muy
inflamable, se altera con la luz solar, y es resistente a la compresión y
atracción así como al desgaste.
Se utiliza
como explosivo (nitrocelulosa, algodón y pólvora, constituyendo los conocidos
como explosivos plásticos) e intervine también en loa composición en las
películas sensibles (reacuérdese la patente o denominación comercial celuloide)
y en algunos materiales de dibujo de aspecto vítreo.
Policloruro
de vinilo
Se la
denomina también como cloruro de polivinilo, y habitualmente se conoce como
PVC.
Se obtiene
al prensar ácido clorhídrico. Es termoplástico, con apariencia de polvo blanco
en su estado natural, poco estable frente al calor, la luz solar y el agua
caliente, pero es inatacable por ácidos y aceites.
Se utiliza
en forma de planchas, películas, revestimientos, impermeabilizaciones,
aislamientos, pavimentos y, sobre todo, en tuberías para saneamiento.
Poliacetato
de vinilo
Se trata de
un termoplástico incoloro, de difícil moldeo. Se usa mucho en adhesivos (se le
conoce también como cola blanca), así como en impermeabilizaciones, masillas,
pinturas (es uno de los componentes básicos de las pinturas platicas y
barnices, en forma de dispersión acuosa), pavimentos, etc.
Resinas
acrílicas
Es un
plástico muy resistente y con cualidades ópticas. A partir de estas resinas se
obtiene una variedad plástica, que es el polimetracrilato, así como las pinturas
acrílicas.
Poliéster
Es uno de
los plásticos de mas tardía obtención. Termoestable, resistente a los ácidos,
asilante térmico, hidrométrico, tiene una extraordinaria resistencia mecánica.
Se utiliza
para carrocerías, embarcaciones, estructuras ligeras, placas para cubiertas,
depósitos, etc.
Poliamida
Material
termoplástico, blanco, translucido, ligero, inalterable frente a la luz solar.
Su uso en la construccion se reduce a su intervención en determinados aislantes
eléctricos. También se utiliza en fibras textiles de tapicerías en el campo de
la decoración.
TERMOESTABLES
O TERMOENDURECENTES
Plásticos
fenolicos
El mas
importante es el fenol-formaldehido, conocido como resina fenolica. Es un
plástico termoestable que tiende a volverse amarillo frente a la luz solar,
soporta temperaturas elevadas. Tiene buena resistencia mecánica y sirve como
asilante se utiliza en la composición de tableros estatrificados como el
formica y el railite.
Urea -
Formaldehido
Se utiliza
en la fabricación de conmutadores, interruptores, enchufes, asi como en espumas
aislantes y barnices. También se utilizan en la composición de tableros laminados
y estratificados.
Melamina
Es un
plástico muy antiguo que se caracteriza por ser termoestable, pesado, estable a
la luz, admite bien toda clase de coloraciones y es un buen resistente químico,
excepto a los ácidos. Se utiliza en chapas de madrera (laminados utilizados en
carpintería) e intervienen además en la composición de algunas pinturas,
esmaltes, lacas, y revestimientos. Las denominaciones formicas, Railite, etc.,
ayudaran a comprender de que tipo de plástico se trata.
Silicona
Es un
plástico incombustible, ligero, que es un buen resistente químico y a la
intemperie. Es mucho mas caro que cualquiera de los plásticos ya mencionados.
Tiene un amplio abanico de posibilidades de uso en recubrimientos y barnices,
impermeabilizaciones, asilante, y juntas de estanqueidad.
Epoxi
Es un
plástico amarillo, duro, flexible, estable al agua y a la intemperie. Resiste
bien la hacino de los ácidos. Se presenta en forma de resina y es muy utilizado
como adhesivo, con un amplio campo de aplicaciones en la construccion actual.
EL PVC
características:
Leve (1,4
g/cm3), lo que facilita su porte y aplicación;
Resistente a
la acción de hongos, bacterias, insectos y roedores;
Resistente a
la mayoría de los reactivos químicos;
Buen
aislante térmico, eléctrico y acústico;
Sólido y
resistente a impactos y choques;
Impermeable
a gases y líquidos;
Resistente a
la intemperie (sol, lluvia, viento y aire marino);
Durable; su
vida útil en construcciones es de más de 50 años;
No propaga
llamas: é auto-extinguible;
Versátil y
ambientalmente correcto;
Rciclable y
reciclado;
Fabricado
con bajo consumo de energía.
Como se
fabrica el PVC
El PVC no es
un material como los otros. Es el único material plástico que no es 100%
originario del petroleo. El PVC contiene 57% de cloro (derivado del cloreto de
sodio - sal de cocina) y 43% de etileno, derivado del petroleo.
A partir de
la sal, por el proceso de electrólisis, se obtienen el cloro, la soda cáustica
y el hidrógeno. La electrólisis es la reacción química resultante del paso de
una corriente eléctrica por agua salada (salmuera). Así se obtiene el cloro,
que representa 57% del PVC producido.
El petroleo,
que representa apenas 43% del PVC fabricado, pasa por un camino un poco más
largo. El primer paso es una destilación del petroleo crudo, obteniéndose así
la nafta leve. Esta pasa, entonces, por el proceso de craqueamiento catalítico
(quiebra de moléculas grandes en moléculas menores, con la acción de
catalizadores que aceleran el proceso), generándose el etileno. Tanto el cloro
como el etileno están en la fase gaseosa y reaccionan produciendo el DCE
(dicloro etano).
A partir del
DCE, se obtiene el MVC (mono cloreto de vinila, unidad básica del polímero. El
polímero es formado por la repetición de la estructura monomérica). Las moléculas
de MVC son sometidas al proceso de polimeración, o sea, van ligándose y
formando una molécula mucho mayor, conocida como PVC (policloreto de vinila),
que es un polvo muy fino, de color blanco, y totalmente inerte.
El PVC forma
parte de nuestro cotidiano
Los
plásticos tienen un papel importante en la industria y en la sociedad. Están en
las más diversas aplicaciones, desde productos médico-hospitalarios y embalajes
hasta piezas de alta tecnología, como las usadas en equipos espaciales. A cada
instante, donde encontramos conforto y modernidade, encontramos los plásticos.
Su presencia se volvió tan familiar que no la notamos más.
El PVC es um
ejemplo. Ocupa un lugar sobresaliente entre las matérias plásticas presentes en
lo cotidiano. Es atóxico, leve, sólido, resistente, impermeable, estable y no
propaga llamas. Tiene cualidades que lo tornan adaptable a múltiples usos, de
la botella al panel del carro, siendo el único plástico utilizado por la
medicina en la fabricación de bolsas de sangre. Sin duda, es parte integrante
de nuestro cotidiano.
¿Dónde está
el PVC?
El PVC puede
ser rígido o flexible, transparente o no, brillante u opaco, coloreado o no.
Estas características son obtenidas con la utilización de plastificantes,
estabilizantes, pigmentos, entre otros aditivos, usados en la formulación del
PVC. Una vez hecho, el PVC es utilizado en la fabricación de una serie de
productos, tales como:
Productos
médico-hospitalarios: embalajes de medicamentos, bolsas de sangre (siendo el
material que mejor conserva la sangre), tubos para transfusión y hemodiálisis,
artículos quirúrgicos, además de piso de salas donde es indispensable el alto
índice de higiene;
Perfiles de
ventanas que ofrecen una excelente resistencia a los cambios del clima y al
paso de los años, así como a ambientes corrosivos (a la orilla del mar);
Revestimientos
de pared y pisos que son decorativos, resistentes y lavables;
Juguetes
inflables como bolas, flotadores, colchones y barcos;
Artículos
Escolares, por la facilidad de moldeado, variedad de aspectos (color, brillo,
transparencia) y bajo costo;
Embalajes
usados para acondicionar alimentos, protegiéndolos contra humedad y bacterias.
Estos embalajes son impermeables al oxígeno y al vapor, evitando, así, el uso
de conservantes, preservando el aroma;
Tejidos
estampados decorativos y técnicos que son usados principalmente para muebles,
vestuarios, maletas y bolsas;
Botellas
para agua mineral. Son transparentes y leves;
Estructuras
de computadores, así como piezas técnicas destinadas a la industria
electrónica;
Revestimiento
del interior de vehículos, devido a su facilidad de moldeado y de mantención;
Tubos y
conexiones utilizados en la canalización de agua y alcantarillado, pues son
resistentes y facilmente transportados y manipulados gracias a su bajo peso;
Mangueras,
que son flexibles, transparentes y coloreadas;
Laminados
utilizados para embellecer y mejorar paneles de madera y metal. Resisten bien
al tiempo, a los rayos UV, a la corrosión y a la abrasión;
Laminados
impermeables, utilizados en piscinas, túneles, techos, etc;
Frascos para
acondicionar cosméticos y productos domésticos, por su impermeabilidad y
resistencia a productos químicos;
Muebles de
jardín, que precisam ser resistentes a las variaciones climáticas y deben ser
de facil mantención.
¿Que ocurre
con el PVC después de su uso?
La mayoría
de los productos de PVC (perfiles de ventanas, tubos de distribuición de agua y
de saneamiento, revestimiento de cables entre otros) tienen una vida útil muy
larga. Por otro lado, los embalajes de PVC tienen un corto tiempo de
utilización, por que son descartables. Sin embargo, la proporción de los
plásticos en los depósitos de basura en Brasil es baja (en promedio, 6% del
peso total), siendo que el PVC, que es reaprovechado, representa apenas, en
promedio, 0,8% de éste total.
El ciclo de
vida de los productos a base de PVC es:
De 15 a 100
años en el 64% de los productos;
De 2 a 15
años en el 24%;
Hasta 2 años
en el 12% de los productos.
El reciclado
y la producción de energía por la incineración son dos maneras eficientes de
reaprovecharlo. Lea más a respecto del reaprovechamiento y reciclado del PVC en
la sección PVC y medio ambiente.
El PVC en la
construcción civil
La
Construcción Civil es responsable por más del 60% del mercado brasileño y
mundial del PVC.
Por su
durabilidad, el PVC ha conquistado cada vez más espacio en edificaciones y
obras públicas. Vea abajo dónde es
utilizado:
Canaletas;
Electroductos
rígidos y flexibles;
Forros y
divisiones;
Galpones
inflables y estructurados;
Líneas,
cables eléctricos y de teléfonos;
Mantas de
impermeabilización;
Perfiles de
puertas y ventanas;
Persianas y
cortinas;
Pisos;
Redes de
alcantarillado domiciliar y público;
Redes de
distribución de agua potable domiciliar y pública;
Revestimiento
de piscinas;
Revestimientos
de paredes (siding y papel de pared).
