FUNCIONES Y APLICACIONES DE LOS GEOTEXTILES Patricia Domínguez González [email protected] ESIT-IPN Elvira Cruz Osorio [email protected] ESIT-IPN Edith Caicedo Daza [email protected] ESIT-IPN Resumen

En este trabajo se describen las funciones y aplicaciones de los geotextiles, destacando la importancia que han adquirido en las últimas décadas debido al desarrollo tecnológico en las fibras textiles y en los procesos de fabricación de estos materiales. Sus aplicaciones en las obras de ingeniería civil y en la geotecnia van en aumento, y se determinan por sus propiedades y las funciones que realizan, de protección, refuerzo, separación, filtración y drenaje. Son resistentes de bajo costo y fácil instalación, en carreteras, aeropuertos, presas, lagos, protección costera y minería entre otros. Palabras clave: Desarrollo, funciones, aplicaciones, geotextiles

Los geotextiles son materiales textiles planos, permeables y poliméricos naturales o sintéticos, que pueden ser no tejidos, tejidos o tricotados, están en contacto con el suelo, son resistentes a la tensión y al punzonamiento, tienen excelentes propiedades físicas, mecánicas e hidráulicas. Son ideales para aplicaciones geotécnicas y obras de ingeniería civil.

debajo de la superficie, para diseñar las estructuras para edificios y obras de ingeniería civil, mecánica e hidráulica para el diseño, construcción y mantenimiento de las infraestructuras para carreteras, ferrocarriles, puentes, canales, túneles, presas, puertos, aeropuertos, diques, drenajes y minas entre otros. Antecedentes históricos

La geotecnia es el término moderno de la mecánica de suelos, que se encarga del estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas y de ingeniería, de los materiales provenientes de la tierra, como el suelo y las rocas que están

El estudio de los geotextiles nos remonta a las antiguas civilizaciones, que se desarrollan en las márgenes de los grandes ríos, debido a que

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las cuencas fluviales ofrecían las condiciones apropiadas para la agricultura y el transporte. Estas civilizaciones construyeron grandes obras como canales, diques, presas y sistemas de riego, para el aprovechamiento del agua y a su vez evitar las inundaciones, en sus ciudades se diseñaron importantes vías de comunicación para establecer el intercambio comercial, de esta necesidad surgen las vías terrestres y las vías marítimas que conectaban a los pueblos, en diferentes rutas. En el desarrollo de estas culturas, tienen gran importancia el trabajo de los maestros constructores, que llevaban a cabo todo tipo de obras. Se dice que los mesopotámicos fueron los primeros constructores de ciudadelas, fortalezas, murallas, caminos y sistemas de riego. Los egipcios construyeron diques, canales, además de grandes constructores de templos y pirámides que a la fecha podemos admirar. A los romanos se les considera como los ingenieros más famosos de la antigüedad, desarrollaron técnicas de construcción, utilizaron máquinas e instrumentos, en sus edificaciones emplearon el arco y la bóveda, prueba de ello son los grandes acueductos, foros, basílicas y el muy conocido coliseo que aún podemos admirar. Las aportaciones de los romanos en la construcción de las vías terrestres se debieron al uso de diversos materiales como el adobe, la piedra, el mármol, el ladrillo y el hormigón hecho de un mortero de cal y arena que dio resistencia a sus caminos.

Figura 1. Vía Apia fue la primera vía romana fue construida en el 312 a.C por Appius Claudius Caecus y unía Roma con Capua., tomada de la página www.europeantrips.org

Origen y evolución de los geotextiles La utilización de geotextiles data de los años 60, en Holanda y se refieren a la construcción de obras marítimas, con funciones de filtración y drenaje. A partir de entonces, la tecnología y aplicaciones de los geotextiles se desarrollan tanto en Europa como en Estados Unidos, se consiguen nuevas funciones, como el refuerzo y la separación de terrenos. En un Simposium Internacional sobre el empleo de textiles en la Geotecnia celebrado en París en 1977, J.P. Giroud bautizó con el nombre de geotextiles a estos productos. Desde entonces se organizan congresos, conferencias, para dar a conocer los avances tecnológicos y la normativa que se aplica a estos materiales. Clasificación de los geotextiles Los geotextiles se clasifican en dos grandes categorías: De acuerdo con su composición En la composición de geotextiles se utilizan fibras naturales, artificiales y sintéticas.

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Pueden ser de origen vegetal como el lino, yute, algodón y coco o bonote, de fibras artificiales como el rayón, la viscosa o acetato y de fibras sintéticas como el polipropileno, poliéster o polietileno entre otros más.

La familia de los geosintéticos comprende los siguientes productos.

GEOMALLAS

GEOREDES

GEOCELDAS

GEOMEMBRANAS

GEOMANTAS

GEODREN

De acuerdo con su método de fabricación Los geotextiles tejidos pueden ser de pie y trama, utilizando ligamentos fundamentales de tafetán, sarga y raso, su característica principal es que presentan resistencia biaxial, tanto en la urdimbre como en la trama, se aplican como refuerzo de vías terrestres, muros y cimentaciones.

Figura 2. Geotextil tejido de polipropileno. Productos Bonar, tomada de la página www.directindustry.com

Los geotextiles tricotados se fabrican en máquinas de tejido de punto, circulares o de urdimbre tricot o raschel, su característica principal es su resistencia a la tracción que puede ser biaxial o multiaxial según su método de fabricación, por trama o por urdimbre se utilizan como refuerzo de otros geotextiles. Los geosintéticos son materiales textiles elaborados con fibras sintéticas, debido a sus características se han posicionado en el mercado, tienen gran durabilidad y resistencia a los ataques de microorganismos y bacterias, sus aplicaciones se relacionan con la ingeniería geotécnica, sanitaria, hidráulica y ambiental.

Figura 3. Familia de los goesintéticos Los geotextiles no tejidos se fabrican con fibras naturales o sintéticas para formar un velo que después se consolida obteniendo una tela no tejida, debido a sus propiedades de flexibilidad, resistencia y de absorción se utilizan en sistemas de filtración, drenaje y protección por lo que se pueden utilizar en carreteras, embalses, vertederos, túneles, ollas de agua, terraplenes|| y lagos artificiales entre otros. Se caracterizan por su gran resistencia al desgarro y la tracción, se fabrican de polipropileno o poliéster y por su fácil instalación.

Figura 4. Geotextiles no tejidos de 100 % poliéster reciclado, productos Tex Delta, tomada de la página www.archiexpo.es

Propiedades de los geotextiles Las propiedades de los geotextiles son tres:

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Propiedades mecánicas:  Resistencia a la tensión (N)  Resistencia al estallido(psi)  Resistencia al punzonamiento (KN)  Resistencia al rasgado trapezoidal (N) Propiedades físicas  Tipo de polímero  Espesor (mm)  Resistencia UV (%)  Ancho del rollo (m)  Largo del rollo (m)  Área del rollo Propiedades hidráulicas  Permisividad (seg)  Tasa de flujo  Permeabilidad (m/seg) Funciones de los Geotextiles Los geotextiles pueden realizar funciones principales y también funciones secundarias, entre las principales están las siguientes Separación: En esta función el geotextil separa dos capas de suelo de diferente granulometría, densidad y consistencia, permite el flujo de líquidos filtrándolos a través del geotextil, se utiliza en vías terrestres, cimentaciones, terraplenes, muros de contención y pistas de aterrizaje, entre otros más.

Figura5. Función de separación, tomada de la página www.pavco.com

Filtrar: Esta función impide el paso a través del geotextil de partículas del terreno, garantizando una estabilidad hidráulica, se aplica obras hidráulicas, sistemas de drenaje y filtración y vertederos entre otros.

Figura 6. Obra hidráulica en Isla Palmera, Dubai Geotextiles FIbertex, tomada de la página www.directindustry .com

Drenar: El geotextil conduce y evacua líquidos y gases, evitando la pérdida de finos, tiene aplicaciones, en combinación con otro geotextil, formando un geocompuesto se utiliza en muros de contención, muros verdes y vías férreas principalmente.

Figura 7. Función de drenaje, Dren geocompuesto, Soluciones Especiales, tomada de la página www.mirame – ok . blogspot.com

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Reforzar: Esta función aumenta la capacidad portante del suelo y la estabilidad en la construcción de carreteras, repavimentación de vías, y como protección de geomembranas.

Figura 8. Función de refuerzo, geotextiles TDM

Proteger: El geotextil protege a las geomembranas del desgaste y perforaciones se utiliza, en lagos artificiales, rellenos sanitaros, albercas y embalses.

Figura. 10 Función de impermeabilización para túneles, con 3 elementos, geotextiles OSSA, España, tomada de la página www.ossaint.com

Conclusiones 

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Figura. 9 Función de protección de acuíferos, geosintético de Huesker, Alemania, tomada de la página www.directindustry.com

Impermeabilizar: El geotextil se recubre con materiales sintéticos, para darle la propiedad impermeabilizante, se aplica en canales de agua, en la minería, en rellenos sanitarios y en túneles.

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Con el uso de las fibras textiles, el hombre ha podido desarrollar nuevos materiales textiles, como es el caso de los geotextiles, que son una buena opción para mejorar la durabilidad de los proyectos de ingeniería civil. Los geotextiles son materiales alternativos en diversas aplicaciones geotécnicas, ofrecen una serie de ventajas que los hacen atractivos en cuanto a su bajo costo, resistencia, durabilidad, fácil instalación y reducción en los costos de mantenimiento. En un proyecto de ingeniería se pueden utilizar dos o más geotextiles o geosintéticos, para que efectúen diversas funciones y mejorar las condiciones del sistema. Debido a sus funciones los geotextiles refuerzan y protegen los rellenos sanitarios y las riberas de los ríos y costas marítimas. El campo de los geosintéticos es muy extenso, por sus diversas aplicaciones en sistemas geotécnicos.

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Bibliografía Fibra Textil, (2011) Recuperado de es.wikipedia.org/wiki/fibra-textil Año Internacional de las Fibras Naturales 2009, (2013) Recuperado de www.naturalfibres2009.org/es/fibras Geotextiles, (s/f) Recuperado de www.pavco.com.co Geotextiles, (s/f) Recuperado de www.marienco.com Capítulo I Introducción a los geotextiles (s/f) Recuperado www.mexichem.com Manual de diseño, (2012) Recuperado de www.mexichem/ geosinteticos.com Geoproductos de México, (s/f) Recuperado de www.geoproductos.com.mx Geotextiles TDM Colombia. (s/f) Recuperado, www.tdmcolombia.co Geosintéticos, (s/f) Recuperado de www.huesker.es Drenaje, Soluciones Especiales, (2012) Recuperado de www.solucionesespeciales.com

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