TALLER DE TECNOLOGIA de los MATERIALES

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TEMA: GEOSINTTICOS EN LOS PROCESOS CONSTRUCTIVOS

CATEDRTICO :Ing. MUERAS GUTIERREZ Mara Luisa

CTEDRA:Taller de Tecnologa de los Materiales

INTEGRANTES:OSORIO TAIPE JhonPEREZ PUCUHUAYLA JonathanSEMESTRE:IV

TURNO: TARDE

AULA:B-1

Huancayo Per - 2015 -

INTRODUCCIN

Uno de los problemas que actualmente se estn estudiando con mayor intensidad dentro de la ingeniera civil, son los problemas que se originan en las obras como consecuencia de la erosin.

Para solucionar dichos problemas existen varias soluciones, como pueden ser: Utilizacin de cubierta vegetal (cobertura), Tratamientos de drenaje, Emulsiones bituminosasObras de intervencin (Cunetas de guarda), Cultivos, Bermas, Plantaciones, Revestimiento de taludes etc.

Actualmente se pueden utilizar materiales sintticos diversos que pueden solucionar el problema, dentro del campo de los geosintticos.

GEOSINTETICOS EN LOS PROCESOS CONSTRUCTIVOSINTRODUCCIN2DEFINICIN:3CONDICIONES DEL MERCADO3CLASIFICACIN DE LOS GEOSINTTICOS5GEOTEXTILES5GEOTEXTIL NO-TEJIDO5GEOTEXTIL TEJIDO.6GEOMALLAS.7GEOREDES8GEOMEMBRANAS9GEOCELDAS11GEOCOMPUESTOS12CONCLUSIN14BIBLIOGRAFIA15

GEOSINTETICOS1. DEFINICIN:Son un grupo de materiales fabricados mediante la transformacin industrial de sustancias qumicas denominadas polmeros, del tipo genrico conocido como plstico, que de su forma elemental, de polvos o grnulos, son convertidos en lminas, fibras, perfiles, pelculas, tejidos, mallas, etc.

2. CONDICIONES DEL MERCADO

En el mbito mundial el mercado de los geosintticos se encuentra gobernado por los comercializadores que hacen ver sus productos como los nicos capaces de proporcionar soluciones a las necesidades del diseador. Sin embargo, paralelamente hay instituciones dedicadas a la reglamentacin y observacin de las caractersticas de los materiales, lo que hace que haya un control ms estricto a las estrategias del gremio comercial.

Los geosintticos tiene un espacio apartado en el mercado mundial por su competitividad en precio. Para que dichos productos puedan ser comercializados y completamente competitivos se deben asumir estndares de reglamentacin internacionales, como lo han conseguido en la actualidad algunas empresas productoras de geomateriales alrededor del mundo.

MATERIALFUNCIONES

Geotextiles Impedir contaminacin entre capas de la estructura por el efecto de las cargas dinmicas y el arrastre del agua. Resistir los esfuerzos de tensin del material disminuyendo los espesores de diseo y los volmenes de movimiento de tierras. Evitar el taponamiento por colmatacin de estructuras de drenaje. Evitar la aparicin de grietas por reflexin en la capa de rodadura al actuar como una interface de separacin entre la capa de rodadura nueva y la capa antigua fisurada.

Geomallas Reducir el espesor de las capas estructurales del pavimento o mejorar las especificaciones de las mismas. Reducir la formacin de huellas y fallas por esfuerzo cortante y asentamientos diferenciales en el pavimento. Conferir mayor durabilidad de la estructura de pavimento. Mejorar la capacidad portante, resistencia a movimientos y deformaciones laterales de la estructura de pavimento. Evitar la aparicin de grietas por reflexin al absorber esfuerzos cortantes y tensiones causadas por efecto de las cargas actuantes sobre el rea de influencia de las fisuras del pavimento anterior.

Geobloques Lograr independencia trmica entre la estructura del pavimento y el medio ambiente. Facilitar mtodos constructivos por medio de sus facilidades de instalacin y su versatilidad. Reducir empuje sobre estructuras de contencin: a) amortiguando cargas y b) reduciendo la densidad del relleno. Absorber deformaciones por efecto de las cargas estticas y dinmicas en la estructura de pavimento.

Geodrenes Captar y conducir agua intersticial de la estructura dirigindola hacia los elementos de conduccin superficiales. Captar fluidos a grandes profundidades.

3. CLASIFICACIN DE LOS GEOSINTTICOS

3.1 GEOTEXTILES

Llamamos geotextil al material textil plano, permeable, de apreciable deformabilidad, formado por fibras polimricas termoplsticas de diversos orgenes, entre las ms utilizadas podemos mencionar a las poliolefinas, polisteres y poliuretanos. Los geotextiles se clasifican en dos grandes grupos: tejidos y no tejidos; los primeros estn formados por dos o ms conjuntos de hilos, fibras, filamentos u otros elementos entrecruzados perpendicularmente entre s, formando estructuras bidimensionales; los segundos estn constituidos por filamentos repartidos aleatoriamente cuya cohesin, est asegurada por procedimientos mecnicos, trmicos o qumicos. En la mayora de los casos los geotextiles cumplen con varias funciones, aunque siempre hay alguna de ellas que es la principal. Entre las funciones hidrulicas estn la de filtracin y drenaje. Entre las funciones mecnicas se pueden destacar la de separacin, la de refuerzo y la de proteccin.

3.2 GEOTEXTIL NO-TEJIDO

Consiste en un geotextil en forma de lmina plana, con fibras, filamentos u otros elementos orientados regular o aleatoriamente, unidos qumicamente, mecnicamente o por medio de calor, o por combinacin de ellos. Pueden ser de fibra cortada o de filamento continuo. Dependiendo de la tcnica empleada en la unin de sus filamentos, pueden ser:

Geotextiles no tejidos, unidos mecnicamente. La unin es mecnica, y en ella un gran nmero de agujas provistas de espigas atraviesan la estructura en un movimiento alterno rpido.

Geotextiles no tejidos, unidos trmicamente. La unin entre los filamentos se consigue por calandrado (accin conjugada de calor y presin).

Geotextiles no tejidos, unidos qumicamente. La unin entre sus filamentos se consigue mediante una resina.

3.3 GEOTEXTIL TEJIDO.

Geotextil fabricado al entrelazar, generalmente en ngulo recto, dos o ms conjuntos. Se fabrican con resinas polimricas biolgicas y qumicamente inertes, resistentes a las diversas condiciones de los suelos, formando mallas cuyas funciones principales se basan en su capacidad drenante y en su resistencia mecnica a la perforacin y traccin. Adems de ser empleados en 22 la preparacin y sellado de vertederos, son de aplicacin en la construccin de subbases de carreteras, repavimentaciones y lneas frreas, en encauzamientos, canales y presas tiende de igual modo entre distintas evitando erosiones, en conducciones y drenajes como proteccin, en muros de contencin, balsas, canales y tneles como refuerzo y drenaje del terreno, etc.

3.4 GEOMALLAS.

Las geomallas son mallas de material polimrico con espacios abiertos (dimensionados para ser compatibles con la granulometra del relleno) llamados aperturas, los cuales estn delimitados por costillas. Las funciones principales que cumple son de refuerzo y estabilizacin, se puede usar para trabajos de refuerzo de terraplenes pudiendo as disearse taludes ms verticales, y para incremento de la capacidad de soporte de bases y subbases de carreteras. Tambin se utilizan en fundaciones, en diques, gaviones, obras marinas y otros.

Las caractersticas de las geomallas varan mucho segn su composicin qumica, tecnologa de fabricacin y segn las diferentes patentes existentes en el mercado. As, se pueden encontrar geomallas de diferentes materiales y formas, con diferentes tecnologas de unin en las juntas, con distintas aperturas de malla, con distintos espesores. Todas estas variaciones, obviamente, dan como resultado diferentes propiedades mecnicas y diferentes comportamientos, lo que deber tenerse en cuenta a la hora de seleccionar la malla ms adecuada para una aplicacin determinada. Independientemente de la patente, existen dos tipos bsicos de geomallas; las uni-axiales y las biaxiales. Las primeras son producidas a base de polietileno de alta densidad en un proceso de extrusin siguiendo un estiramiento en un solo 24 sentido; poseen toda su capacidad alineada en una nica direccin, con juntas transversales, y se utilizan en aplicaciones donde se conoce a ciencia cierta la direccin de aplicacin de la carga (por ejemplo en el refuerzo de taludes o muros). Las segundas poseen capacidad dos direcciones, aproximadamente perpendiculares entre s, y se utilizan para refuerzos con carga de direccin variable (fundaciones, caminos, plataformas).

Geomalla Uniaxial Geomalla Biaxial

Por otro lado, dentro de las geomallas biaxiales, pueden diferenciarse otros dos grupos: las geomallas rgidas y las geomallas flexibles. Las geomallas rgidas son aquellas fabricadas en polipropileno, qumicamente inerte y con caractersticas de uniformidad y homogeneidad, producidas en un proceso de extrusin siguiendo un estiramiento longitudinal y transversal, con juntas integrales conformando un sistema monoltico. Las segundas son fabricadas generalmente con fibras de polister unidas en los puntos de encuentro mediante diferentes mtodos de tejido con un revestimiento de PVC por lo general.

PROPIEDADES DE LAS GEOMALLAS

a) Gran fortaleza en las uniones, para garantizar la transferencia de cargas a lo largo y lo ancho de la malla.

b) Estructura de malla abierta. Para interactuar con materiales de relleno y formar as un material compuesto con una capacidad de carga mucho mayor.

c) Rigidez torsional, para simplificar la instalacin y ofrecer resistencia a la deformacin una vez instalada.

d) Modulo de alta resistencia a la traccin para resistir las cargas dinmicas.

e) Durabilidad para sobrevivir a los esfuerzos de la instalacin y resistir la degradacin una vez instalada.

3.5 GEOREDES

Las georedes estn compuestas por una estructura de dos y tres dimensiones de capas y filamentos paralelos entretejidos que crean canales de gran capacidad de flujo y drenaje. Se construyen por extrusin de Polietileno de Alta Densidad (High-DensityPolyethylene, HDPE) y son resistentes a agentes qumicos y biolgicos que normalmente presentan el suelo y los desechos. Tambin se utilizan para resistir la degradacin de rayos ultravioleta (UV).

Las georedesbiplanares incorporan 2 nervaduras superpuestas en ngulo respecto a la direccin del flujo de los lquidos. Estas uniones se dirigen en la direccin del flujo. Por todo ello, se ha desarrollado estructuras tridimensionales con elementos verticales rgidos. Sus nervaduras aumentan significativamente la capacidad de tensin y resistencia a la compresin de la geored. Estas nervaduras estn tambin soportadas por estructuras planas que reducen la intrusin y perdida de flujo de la seccin de drenaje. El conjunto permite obtener altos ndices de flujo en la vida til de la estructura, y no solo por algunas horas. En la georedbiplanar, por tanto, el flujo es igual en todas las direcciones mientras que en el triplanar es mucho mayor. 27

Las georedes sustituyen a los materiales naturales como arena y grava, y resuelven gran parte de los problemas asociados a los materiales naturales. De hecho, el uso de materiales naturales crea limitaciones de construccin y calidad tales como: estabilidad de taludes laterales, daos a las geomembranas y consistencia en la calidad y los espesores de los rellenos.

3.6 GEOMEMBRANAS

Son lminas de impermeabilizacin, cuya funcin principal es evitar el paso de agua y que se emplean en sistemas de impermeabilizacin tales como: tneles, vertederos, depsitos, almacenamiento de agua o cubiertas planas de edificacin. La aplicacin principal de las geomembranas es la impermeabilizacin en obras civiles, geotcnicas y ambientales en trabajos de manejo de desechos slidos, rellenos sanitarios, lagunas de oxidacin, minera, riego, acuicultura, agricultura, proyectos hidrulicos, canales de conduccin, almacenamiento, lagunas de tratamiento de desechos de crudo, etc.

Estn fabricadas por diferentes tipos de resinas: caucho sinttico, polipropileno, clorosulfunado, cloruro de polivinilo, polietileno de alta, media y de baja densidad.

TIPOS DE GEOMEMBRANAS

GEOMEMBRANAS PVC (Cloruro de Polivinilio): Las membranas de PVC son pelculas flexibles e impermeables que se han utilizado en obras como recubrimiento de piscinas, tanques y aquatanques, para almacenamiento de lquidos, cubiertas o terrazas; o en obras subterrneas tales como tneles.

GEOMEMBRANAS HDPE (Polietileno de Alta Densidad): Lminas impermeables que por su composicin y caractersticas mecnicas y fsicas presentan mayor durabilidad y resistencia, al ser fabricada para contrarrestarlos rayos ultravioletas

Geomembrana de polietileno

Polietileno de Baja Densidad (LDPE): Las excelentes propiedades de elongacin del polietileno de baja densidad, le permiten a la geomembrana un flexible acomodamiento a las superficies irregulares del terreno lo cual evita el punzonamiento en el material.

Polietileno Coextruido (VFPE): mejora la resistencia a las fuerzas de punzonamiento de la superficie del terreno. Se compone de una capa de polietileno de baja densidad extruida entre dos capas de HDPE, obteniendo como resultado excelentes caractersticas de elongacin, acomodndose a las irregularidades del terreno o a los agregados puestos sobre l.

GEOMEMBRANA DE POLIPROPILENO (PP): Los revestimientos de polipropileno reforzados con tela son livianos, lo que le permite gran flexibilidad para la fabricacin de paneles de gran tamao. Presentan una excelente estabilidad dimensional y caractersticas ptimas para su instalacin en superficies planas, as como gran resistencia a las bajas temperaturas y a las rajaduras provocadas por condiciones ambientales. Son ideales para contener hidrocarburos.

GEOMEMBRANA DE POLIURETANO (PU): Consiste en una capa de uretano cubierta de material polister, hacindola extremadamente flexible y resistente a la penetracin.

Diseadas especialmente para contencin secundaria de combustibles tales como combustibles diesel, combustibles de avin, y gasolinas que contengan un mximo de 40% de voltiles. Ofrece asimismo excelentes caractersticas para la contencin de amplias reas principalmente las de contencin bajo tierra, adems de ofrecer resistencia a una amplia gama de qumicos y combustibles. 32

3.7 GEOCELDAS

Un material ideal para utilizar en aplicaciones de ingeniera civil ha de ser aqul que proporcione una buena compactacin y que permita el drenaje del agua con libertad. Con frecuencia nos encontramos que los terrenos con una buena capacidad de drenaje son difciles de confinar in situ. La geocelda proporciona la solucin para conseguir un confinamiento del terreno o de materiales granulares, con un buen drenaje. Aunque el confinamiento de materiales de tierra cuenta con numerosos beneficios, no siempre resulta fcil o barato conseguirlo. El US Army Corps of Engineers (El Cuerpo de Ingenieros del Ejrcito Estadounidense, USACE) experiment con diferentes mtodos que se podran utilizar para realizar un confinamiento de la arena durante un Asalto Anfibio. La solucin que planteaban era un producto en el cual se sueldan tiras de plstico de forma que, cuando se produce una dilatacin, las tiras soldadas forman un panel rectangular compuesto de celdas individuales similares a un panal de abeja. Hoy en da, ingenieros civiles de todo el mundo emplean este mismo concepto para conseguir confinamiento del material in situ. El nombre genrico de este producto desarrollado en el USACE es la geocelda. En situaciones donde la pendiente del talud es tan pronunciada que no resulte factible colocar los paneles de geoceldas sobre la superficie del talud, se puede retener el terreno mediante una estructura de contencin construida con el sistema de confinamiento celular.

Geocelda. Geocelda permeable.

En la mayora de las ocasiones el material de relleno ser el propio del lugar. Una ventaja adicional de este tipo de construccin es que las celdas exteriores pueden rellenarse con tierra vegetal, lo que va a proporcionar a la pared exterior del muro un aspecto agradable, reducindose asimismo el flujo de agua en la cara exterior. Un muro de contencin celular se utiliza en situaciones tanto de relleno como de recorte. Las geoceldas no slo retienen el terreno en su sitio, sino que adems proporcionan el drenaje de toda la estructura.Las uniones de una geoceldas deben soportar 140 N por centmetro de espesor de la geocelda segn lo estipulado en el Informe Tcnico del U.S. Army Corps of Engineers (Cuerpo de Ingenieros del Ejrcito Estadounidense).

Una soldadura de 102 mm soporta: Una carga de 72,5 kg durante un mnimo de 30 das Una carga de 72,5 kg durante un mnimo de 7 das mientras experimenta un cambio de temperatura de 23 C a 54 C en un ciclo de 1 hora de duracin.

3.8 GEOCOMPUESTOS

GEOCOMPUESTOS DRENANTES. Estn formados por una geo red que es un material formado por dos hilos superpuestos de polietileno de alta densidad (HDPE) que forman canales con alta capacidad de evacuacin de agua, incluso cuando se colocan horizontalmente y se someten a grandes cargas y por uno o dos geotextiles no tejidos (segn la aplicacin), que actan como elementos separadores, protectores, filtrantes y anticontaminantes de finos.

Los geotextiles son normalmente de polipropileno (PP), aunque tambin pueden ser de polister (PS). Adems existen geo compuestos que llevan incorporada una geo membrana, con lo que la funcin impermeabilizante se suma a las anteriores.

Geocompuesto con geomalla. Geocompuesto con geotextil.

PROPIEDADES DE LOS GEOCOMPUESTOS

a) Son productos muy robustos, con resistencias al aplastamiento superiores a los 1,000 kPa (equivalentes a unos 50 m de tierra).

b) La perdida de espesor al aumentar la presin es mnima, lo cual garantiza una elevada capacidad drenante bajo cualquier carga. En el mercado existen geocompuestos con capacidades drenantes superiores a los 8 a 500 kPa y gradiente hidrulico unidad.

c) Tienen un comportamiento excelente a largo plazo ya que la fluencia del material, o reduccin del espesor a carga constante con el tiempo, es mnima. La diferencia entre los espesores de las georedes sometidas a 200 kPa y los mismos espesores medidos 1,000 horas es inferior al 3 %.

d) Elevada resistencia a la traccin, muy superior a las tracciones que recibir durante la instalacin.

e) Son duraderos puesto que el HDPE y el PP son materiales qumicamente inertes, imputrescibles, insensibles a los agentes atmosfricos y a las aguas salobres y resistentes a la oxidacin y a los microorganismos. Adems estos materiales no producen efectos negativos al medio ambiente.

f) Son productos ligeros y flexibles que se adaptan a las pequeas irregularidades del terreno.

g) Tienen espesores reducidos, por lo que son fciles de transportar y almacenar. (Un camin trailer puede almacenar unos 10,000 m de material, si se requiere drenar la misma superficie con grava, se necesitaran entre 30 y 60 camiones, dependiendo del espesor de la capa drenante).

CONCLUSIN

La colocacin de geosintticos como refuerzo es para proveer soporte estructural a las cargas de trfico durante la vida til del pavimento. Debido a que los beneficios de los geosintticos en el refuerzo de estructuras de pavimentos no se pueden determinar en forma analtica, se necesita hacer secciones de prueba para cuantificar el beneficio. Se han hecho algunos estudios que son la base del diseo. Las recomendaciones son empricas, por lo tanto, estn restringidas a las aplicaciones y en las condiciones en que ya han demostrado su beneficio. El diseador debe realizar ensayos usando los materiales en condiciones particulares de cada proyecto para poder estimar el beneficio a obtener. La expectativa del uso de los geosintticos como refuerzo es la de reducir la seccin estructural manteniendo una prestacin equivalente y extender la vida til del pavimento.

BIBLIOGRAFIA

Mster en Mecnica del Suelo e Ingeniera Geotcnica Refuerzo de Cimentaciones Superficiales con Geosintticos Autor: Hugo Egoavil Perea.

BROCHURE - GENERAL DE SOLUCIONES ANDEX DEL NORTE (ANDEX DEL NORTE S.A.). Alonso, E.E. (1998). Succin y humedad en bases y explanadas de carreteras. Simposio internacional sobre drenaje interno de firmas y explanadas. Granada, Espaa.

Caro, S.; Garca, C. (2000). Efecto del clima en pavimentos. Universidad de Los Andes, Facultad de Ingeniera, Departamento de Ingeniera Civil y Ambiental.

Del Farra A., Rodrguez Carlos A., Geotextiles en repavimentacin Asfltica - Balance y Perspectivas Actuales de su Aplicacin en la Repblica Argentina, Coripa S. A., Buenos Aires, Argentina 1998.