Estabilización de taludes en lagos y Canales
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“GEOSINTÉTICOS SOLUCIONES ACTUALES EN LA INGENIERÍA CIVIL” TEMA: “Estabilización de taludes en lagos y Canales” INTRODUCCIÓN Uno de los problemas que actualmente se están estudiando con mayor intensidad dentro de la ingeniería civil, son los problemas que se originan en las obras como consecuencia de la erosión. Para solucionar dichos problemas existen varias soluciones, como pueden ser: - Utilización de cubierta vegetal (cobertura) - Tratamientos de drenaje - Emulsiones bituminosas - Obras de intervención (Cunetas de guarda) - Cultivos, Bermas, Plantaciones - Revestimiento de taludes etc. Actualmente se pueden utilizar materiales sintéticos diversos que pueden solucionar el problema, dentro del campo de los geosintéticos. EROSION Y DRENAJE (CANALES) Durante la construcción de la mayor parte de obras civiles, estas se ven afectadas por gran variedad de suelos, cuyos componentes son igualmente diversos, muchos de ellos especialmente susceptibles a la erosión. Los profundos desmontes, los altos terraplenes (Carreteras etc.) y la acción del agua (Construcciones fluviales) han incrementado el problema. Los taludes desnudos pueden alterarse y erosionarse a velocidades realmente impresionantes. Podemos distinguir dos tipos de erosión: Eólica e Hídrica. La erosión eólica es el proceso de disgregación y transporte de las partículas del suelo principalmente por la acción del viento, pero donde intervienen otros factores como pueden ser el tipo de suelo o la inclinación de taludes. Este tipo de erosión se da fundamentalmente en zonas cercanas a vialidades (Carreteras, Ferrocarriles etc.) La erosión hídrica es el proceso de dispersión, arranque y transporte de las partículas del suelo por la acción del agua. Este tipo de erosión se da fundamentalmente en obras fluviales. Para solucionar estos problemas de erosión y su probable necesario drenaje del agua que exista en la obra para reducir el problema, se utilizan diversos tipos de geosintéticos con funciones drenantes ó de Control de erosión. DISTINTOS TIPOS DE GEOSINTETICOS PARA EL CONTROL DE LA EROSIÓN EN EL DRENAJE Dentro del campo de los geosintéticos, existen muchos de ellos cuya función o una de sus funciones es el control de la erosión ó el drenaje. Clasificando los geosintéticos de la siguiente manera, indicaremos aquellos que pueden tener estas funciones y posteriormente ampliaremos cada uno de ellos: 1- Geotextiles: Es un fieltro ó lamina formada por fibras sintéticas y unidas de diversas formas formando un fieltro homogéneo, donde una de las funciones principales es dejar pasar el agua y retener finos. Por tanto y como consecuencia de esto, los geotextiles se pueden utilizar para evitar la erosión en diversas aplicaciones, confinando los finos y dejando una libre circulación de agua, revistiendo posteriormente estos geotextiles con algún material. (ej. Riveras de ríos, Taludes etc.) De la misma manera se pueden utilizar en sistemas de drenaje debido a esta capacidad de retener finos y dejar pasar el agua (ej. Zanjas de drenaje rodeadas de geotextil). También pueden formar parte de un muro verde de contención utilizando geotextiles de alta resistencia a tracción para resistir el empuje del terreno. Los geotextiles pueden ser de dos tipos: - Tejidos: Con dos direcciones de fibra (trama y urdimbre) - No tejidos: las fibras ó filamentos están unidas de manera aleatoria, no teniendo ninguna dirección de fibra definida. Estos tipos de geotextil se utilizan mucho más en el control de la erosión y el drenaje, debido a tener una mayor permeabilidad que los geotextiles tejidos. 2- Geomembranas: Son láminas flexibles fabricadas sobre la base de resinas plásticas pueden ser de PVC, PEAD, HEDP etc. Su función es la impermeabilización (ej. Embalses). 3- Geocompuestos: Están formados por uno ó dos geotextiles unido a un Producto relacionado, cumpliendo diversas funciones, dependiendo del tipo de geocompuesto Estos pueden ser: Geocompuestos drenantes: están formados por un geotextil uno de los siguientes productos: -Geored de polietileno -Lámina de nódulos -Poliamida ó Geoesteras (se pueden combinar con fibras naturales para ayudar en el efecto de vegetación) La función de los tres es la misma, dejar pasar el agua a través del Geotextil conduciendo esta por el producto relacionado anteriormente indicado. Es un drenaje superficial tanto en superficies horizontales, taludes ó superficies verticales El utilizar unos u otros depende de su tranmisividad, sus resistencias mecánicas, la inclinación de la superficie a tratar y la profundidad en caso de ir vertical. Geocompuestos de refuerzo: Formados por un geotextil y una geomalla de alta resistencia a tracción Se pueden utilizar en muros verdes de contención, donde su función principales resistir a tracción el empuje de las tierras. Geocomuestos impermeables: Formados por un geotextil y una Geomenbrana. No se utilizan en este campo. 4-Productos relacionados: Georedes: Redes de Polietileno que se utilizan en drenaje . Geomallas: sirven para resistir en tracción el empuje de las tierras Se pueden utilizar en muros verdes de contención. Geoceldas: Son de geotextil y forman celdas de 10 cm de alto y de diversas forrmas geométricas, creando superficies con hexágonos (generalmente) que se rellenan de tierra. Su función principal es el control de erosión. Poliamida ó Geoestera para control de erosión: Son monofilamentos de polipropileno con o sin malla sintética de refuerzo. Tienen una estructura abierta con un contenido de huecos extremadamente alto. Protege taludes contra la erosión superficial. Especialmente en la fase de crecimiento de raíces. Ofrece un soporte adecuado para el humus hasta que la masa de raíces se ha establecido. APLICACIONES Vamos a ver un serie de aplicaciones de estos geosintéticos cuyas funciones principales sean para el control de la erosión y el drenaje. 1-Taludes: Nos referimos fundamentalmente a taludes en viales (carreteras, ferrocarriles, etc.) y cuya función principal es evitar la erosión. En este caso no hay problema de vuelco, como en el siguiente caso. Aquí se pueden utilizar los siguientes geosintéticos: - Geotextiles: Su función principal es confinar los finos que tenemos en el terreno (talud) dejando una libre circulación agua. Para ello colocamos un geotextil encima del talud que debe ir protegido con un material de aporte (escollera, placas prefabricadas, tierra compactada etc). El geotextil a utilizar debe tener alta resistencia a perforación para evitar que se punzone por las piedras angulares de la escollera u otros materiales, y gran permeabilidad. Por ello se recomienda que el geotextil a utilizar sea no tejido pues tiene mayor permeabilidad que los tejidos y además, al tener las fibras colocadas de manera aleatoria no tiene la posibilidad de abrirlas por no tener trama y urdimbre (caso del tejido, típica tela de saco). La unión entre las fibras se recomienda que sean mediante un proceso de agujado que al no tener una termofusión (termosoldado) hace más flexible el producto, deformándose antes de romper por la presión que le produce la escollera. -Geomembranas (Lagos artificiales).- Su función principal es actuar como un elemento impermeable que permite el almacenamiento y/o conducción de líquidos. Algunas de las aplicaciones de estas láminas son las siguientes: - Pilas de Lixiviación - Tanques Agrícolas - Rellenos Sanitarios - Canales de Riego - Revestimiento de Estructuras de Concreto - Plantas de tratamiento de Aguas Residuales - Plantas Químicas - Estanques de Contención de Emergencia - Impermeabilización de Túneles - Lagunas Artificiales Decorativas, etc. - Geoceldas: La función sería la misma que anteriormente, pero en vez de protegerlas con un material de aporte, se rellenan Ias celdas de la misma con material granular, pudiendo obtener un talud verde. - Poliamida ó Geoestera para control de erosión: Es un geosintético tridimensional. En taludes escarpados, previene la erosión del suelo porque retiene humus y ofrece un soporte permanente a las raíces de las plantas. 2-Muros de contención: Nos referimos a los tipos de obra en que además de cumplir una función de control de erosión, hay que evitar el vuelco de la ladera ó talud. En esta aplicación, se pueden utilizar los siguientes geocompuestos: -Geotextiles: La función que cumplen es de refuerzo. Se introducen lamas de geotextil dentro del talud ó ladera a reforzar, para evitar el vuelco de la misma. El geotextil se diseña por su resistencia a tracción que trabaja en dirección contraria al empuje de las tierras. Además evacua el posible agua que se encuentre en el muro, evitando que esta llegue al cimiento del mismo. -Geomallas: Son mallas abiertas de gran resistencia a tracción. Su función es la misma que el geotextil y se utilizan cuando la resistencia a tracción requerida es superior a la que puede ofrecer el geotextil con mayor resistencia Tiene el inconveniente de que no corta por capilaridad el paso de agua, pudiendo esta llegar al cimiento. -Geocompuestos de refuerzo: Están formados por la unión de los Geosintéticos anteriores. Su función es la misma. Cuando la resistencia a tracción requerida es elevada se utilizan estos geosintéticos, evitando (igual que el geotextil) el paso de agua al cimiento. 3-Obras fluviales: Para la protección de las riveras de ríos y costas, se utilizan geosintéticos que confinen los finos del talud ó fondo de los lechos, dejando una libre circulación de agua. Estos geosintéticos hay que protegerlos por encima con escollera, gaviones, placas prefabricadas, etc. Las membranas impermeables (a base de polímeros o arcillas) usadas para canales, lagos artificiales y estanques, deben ser protegidas para evitar cortaduras puntuales y contra los rayos UV, y si es posible, la parte sobre el nivel del agua, debe ser protegida con vegetación. Ambas necesidades pueden ser satisfechas con una Geocelda, capaz de retener suficiente espesor de suelo para asegurar que la estabilidad superficial se mantendrá. La estructura celular puede ser llenada arriba del nivel de agua con suelo superficial, y en la sección sumergida con grava y/o concreto. Posteriormente se cubre con una Geoestera y finalmente es hidrosembrada. Cortaduras en la geomembrana no son permisibles y por lo tanto no se pueden usar barras o pines como fijación. Se debe utilizar una geomalla de refuerzo debajo de los paneles de la geocelda tanto para obtener resistencia a tensión requerida como para permitir la conexión mediante amarrado. Con esta estructura se obtiene una estructura integral estable. El suelo superficial, confinado por la estructura en forma de panal se vuelve muy resistente para distribuir cargas y ante los esfuerzos de corte producidos por cargas concentradas. La estructura en general permite el aumento de la capacidad de carga ofreciendo resistencia óptima para cargas dinámicas y por lo tanto protección para la capa impermeable. Los geosintéticos utilizados en esta aplicación son: - -Geomembrana.- Como elemento impermeable. - Geomalla de refuerzo.- Para cuidar la fijación y dar resistencia a la tensión. - Geocelda.- Da resistencia para distribuir cargas, ante los efectos de los esfuerzos de corte que son producidos por cargas concentradas. - Geoestera.- Refuerzo y ayuda para la colocación de la vegetación. Dependiendo el caso se deberá analizarse cual de los dos geosintéticos conviene más para la colocación de la vegetación, sea Geocelda ó Geoestera. 4-Drenajes de Muros ó taludes: La función principal de esta aplicación, es conducir el agua a través del geosintético a una tubería situada a pie del muro o talud Para concluir la plática se mencionará dos casos prácticos donde se han colocado los Geosintéticos con gran aceptación y buenos resultados.
