El GEOTEXTIL es un material textil permeable de estructura planar usado como parte integral de los suelos y cimentaciones en aplicaciones relacionadas a proyectos de ingeniería.Los geotextiles se han convertido en las capas filtrantes mas adecuadas porque superan las desventajas de los filtros de arena y los de agregados pétreos. Para empezar, se fabrican ya con propiedades hidráulicas específicas y de retención de tierra, las cuales pueden seleccionarse fácilmente para complementar el suelo que necesite protección. Segundo, pueden instalarse con facilidad sobre taludes – aún bajo el agua
Geotextiles
Polímeros para Geotextiles
La mayoría de los geotextiles disponibles y más comunes en el mercado se fabrican ya sea con poliéster o con polipropileno.
El polipropileno es más ligero que el agua (gravedad especifica de 0.9), resistente y muy durable. Los filamentos de polipropileno y las fibras del mismo material se usan en la manufactura de fibras geotextiles tejidas y no tejidas.
Las fibras y tejidos de poliéster de alta resistencia también se usan en la manufactura de geotextiles. El poliéster es más pesado que el agua, tiene excelente resistencia y propiedades de deslizamiento, además es compatible con los materiales naturales más comunes.
Estructuras de Geotextiles
Hay dos tipos o estructuras principales de geotextiles: tejidos y no tejidos. Otras técnicas de manufactura, por ejemplo la unión por medio de costuras, ocasionalmente se emplean en la fabricación de productos especiales.
No Tejidos. Los geotextiles no tejidos se fabrican ya sea con fibras cortas (generalmente de 1 a 4 pulgadas de longitud) o con filamentos continuos distribuidos al azar en capas sobre una banda en movimiento para formar una especie de ”panal“, el cual se pasa a través de un ”telar“ de agujas y/o por otro tipo de máquina para entrelazar o unir las fibras/filamentos. Los geotextiles no tejidos son altamente recomendables para el drenaje de subsuelo y para el control de la erosión, así como para la estabilización de caminos sobre suelos húmedos o saturados.
Tejidos. El tejido es un proceso de entrelazados de hilos para fabricar una tela. Los geotextiles tejidos se hacen tejiendo monofilamentos, multifilamentos o fibras de películas cortas. Las fibras de películas cortas posteriormente pueden subdividirse en cintas planas y tejidos fibrilados (o tejidos como tela de araña). Hay dos pasos en este proceso de fabricación de un geotextil tejido: primero, la manufactura de los filamentos o el corte de la película para obtener tejidos; y segundo tejer los hilos para obtener el geotextil.
Las telas de películas cortas se usan generalmente para control de sedimentos, por ejemplo cortinas de retención, y para estabilizar caminos, pero es una alternativa poco recomendable para usarse en drenaje de subsuelo y en control de erosión. Aunque los tejidos de cinta plana de películas cortas son bastante resistentes, forman una tela que tiene una permeabilidad relativamente baja (pobre). Por otra parte, las telas hechas con cintas fibriladas tienen una menor permeabilidad y aberturas mas uniformes que los productos hechos con cintas planas.
Ventajas en el uso de los Geotextiles
-Presentan una alternativa más económica comparada con métodos constructivos tradicionales.
-Son versátiles, flexibles, resistentes y se adaptan a las irreguaridades de las superficies y condicones donde se colocan.
-Son de fácil y rápido manejo y aplicación, y no requieren equipo especializado.
-Tienen una amplia variedad de aplicaciones en la construcción y aumetan la vida útil de las instalaciones.
Aplicaciones de Geotextiles no tejidos en caminos.
Superficies Pavimentadas:
-Entre el subsuelo y capas de estructura del pavimento de carreteras, estacionamientos y aereopuertos.
-Sobre superficies deterioradas de concreto hidráulico ó carpetas asfálticas en colocación de sobre carpetas de asfalto
Superficies no Pavimentadas:
-Entre el subsuelo y base de caminos no pavimentados
General
- Filtro envolvente en subdrenes (dren ciego ó dren francés) para eliminación de presencia de agua en las capas de caminos.
- Capa de rompimiento de capilaridad entre el terreno y capas de caminos para evitar humedecimiento de la estructura del pavimento.
-Protección de socavación en puentes.
Aplicaciones de Geotextiles no tejidos en los suelos base de caminos.
Separación
- Evita la migración indeseable de los finos del terreno hacia la base, y también evita la incrustación de los agregados de la base en la subrasante. Mantiene integra la base con lo cual se asegura su buen funcionamiento prolongando la vida útil del camino.
Refuerzo (suelos blandos)
- Los geotextiles proveen refuerzo por medio de posibles mecanismos como:
-Restricción al desplazamiento lateral y confinamiento del material de la base y subrasante a través de fricción y amarre entre el agregado, el suelo y el geotextil, proporcionando rigidez y distribuyendo mejor las cargas. Aumento en la capacidad portante del sistema al causar que la superficie de falla por capacidad carga se extienda más y se desarrolle en un plano mayor resistencia al cortante.
Filtración
- El geotextil previene que los finos migren hacia el agregado debido a las altas presiones de poro inducidas por las cargas dinámicas de las ruedas y al mismo tiempo permite el paso del agua para disipar presiones hidrostáticas.
Uso de Geotextil no tejido para estabilización y separación de caminos sobre suelos blandos.
-Separación y filtración de suelos.
-Refuerzo (V.R.S < 3%)
-Restricción desplazamiento lateral.
-Aumento capacidad portante, disminución de deformaciones.
Beneficios
- Reducir la sustitución de suelos blandos que se consideran inadecuados para la construcción tradicional de un camino.
- Reducir el espesor y mantener la integridad de la base necesaria para el camino.
- Reducir el asentamiento diferencial del camino, lo cual prmite mantener la integridad, uniformidad y servicio del pavimento.
- Prolongar el costo de mantenimiento y prolongar la vida útil del pavimento.
Uso de Geotextil no tejido para estabilización y separación de caminos
Materiales aplicables comúnmente:
No tejidos medianos robustos.
Pasos de diseño de caminos no pavimentados y pavimentados usando Geotextil.
- Determinar la capacidad de carga del suelo
- Estimar la intensidad de tránsito y cargas por rueda esperadas en la vida útil del camino.
- Establecer profundidad de deformación aceptable para diseño de caminos no pavimentados.
- Diseñar espesor de pavimento. Para método AASHTO aplicar factor apropiado para tipo y calidad de capas de pavimento, y factor de contribución del geotextil.
- Checar criterio de filtración del geotextil.
- Determinar requerimientos de sobrevivencia del geotextil:
o Tabla de valores mínimos establecidos por AASHTO M288
- Especificar lineamientos y requerimientos de construcción.
Lineamientos de instalación del geotextil no tejido
-Aplicar el Geotextil no tejido sobre superficies lisas, libres de objetos que puedan dañar al geotextil.
- El Geotextil puede desenrollarse a mano o utilizando algún equipo adaptado para esta función, evitando en lo posible las arrugas.
- La unión o traslape no debe ser menos de 30 cms. o la indicada por especificaciones de diseño, también pueden usar uniones cosidas o grapadas
- El Geotextil no se puede fijar al suelo por medio de anclas o broches, ó piedras lisas.
- El material no debe ser pisado directamente por equipos de construcción. Debe existir una capa de 20 ó 30 cms. de relleno para proteger el material de estos equipos y proporcionar confinamiento.
- Es recomendable no tener expuesto el material geotextil al sol por más de quince días.
Lineamientos de instalación del geotextil no tejido
- El Geotextil no se puede fijar al suelo por medio de anclas o broches, ó piedras lisas.
- El material no debe ser pisado directamente por equipos de construcción. Debe existir una capa de 20 ó 30 cms. de relleno para proteger el material de estos equipos y proporcionar confinamiento.
- Es recomendable no tener expuesto el material geotextil al sol por más de quince días.
Filtración
El funcionamiento equilibrado del sistema geotextil-suelo que permita el flujo del líquido a través del plano del geotextil y que a la vez retenga las partículas de grano fino del suelo de acuerdo a los requerimientos del diseño.
Sustitución de filtro granular por Geotextil no tejido
Factores a considerar para aplicaciones de filtración.
-Definir tipo de obra, identificar si la naturaleza del proyecto es crítica ó severa.
-Analizar condiciones de flujo. Determinar propiedades del suelo con el que se interactúa.
-Aplicar criterio de diseño adecuado para la filtración: retención, taponamiento, permeabilidad.
- Considerar para condiciones extremas llevar a cabo pruebas que simulen condiciones reales de filtración.
-Resistencia adecuada a la sobrevivencia al procedimiento de construcción (Tabla AASHTO M288).
- Definir procedimiento de construcción apropiado.
Ejemplos de usos de Filtros Geotextiles no tejidos en caminos
Geotextiles no tejidos usados en sobrecarpetas asfálticas
Los Geotextiles no tejidos pueden aplicarse sobre pavimentos deteriorados de concreto asfáltico o hidráulico en colocación de sobrecarpetas asfálticas
Funciones del Geotextil.
-Impermeabilización: al ser impregnado con asfalto forma una barrera impermeable que protege de la humedad a la estructura del pavimento subyacente evitando así el ablandamiento de la base portante y posterior degradación del pavimento.
-Capa disipadora de esfuerzos: con lo que se retarda la reflexión de grietas existentes en el pavimento deteriorado hacia la sobrecarpeta.
Ventajas
- Aumenta la vida útil del pavimento
- Disminuye los costos de mantenimiento
- Incrementa el tiempo con condiciones satisfactorias de servicio del pavimento.
