CISOLD_PLANT aseguramiento y control de calidad en instalación de Geomembranas - copia (2).pdf

ASEGURAMIENTO Y CONTROL
DE CALIDAD EN INSTALACION
DE GEOMEMBRANAS

PONENTE:
ING. GRECIA MONDRAGON FLORES

GENERALIDADES Y PRINCIPIOS BÁSICOS

Decretos y leyes
D.S. N° 057-2004-PCM Reglamento de la Ley General de Residuos Sólidos
El D.S. N° 057-2004-PCM Reglamento de la Ley General de Residuos Sólidos
establece en el Título III. Manejo de Residuos Sólidos, Capítulo III. Residuos Sólidos
del Ámbito de Gestión No Municipal, que los residuos generados por la actividad
minera, y que son responsabilidad del generador de los mismos, deben ser
dispuestos de tal forma que cuenten con sistemas de disposición de residuos
compuestos por geomembranas, tuberías de drenajes, entre otros.

Asimismo, el Título V. Infraestructuras de Residuos Sólidos, Capítulo IV.
Infraestructura de Disposición Final señala en el artículo 86 las instalaciones
mínimas y complementarias en un relleno de seguridad, especificando que la
impermeabilización de la base y los taludes del relleno debe asegurar una
conductividad hidráulica (K = 1 x 10-9 para rellenos de seguridad para residuos
peligrosos y de K = 1 x 10-7 para rellenos de seguridad para residuos no
peligrosos y, en ambos casos, una profundidad mínima de 0.50 m) que evite la
contaminación por lixiviados, salvo que se cuente con una barrera geológica para
dichos fines, lo que deberá sustentarse técnicamente. Este mismo artículo
especifica que el espesor mínimo de la geomembrana no debe ser menor a 2 mm
, la que deberá estar protegida con geotextil.

Guías
Asimismo, el Ministerio de Energía y Minas, a través de la Dirección General de
Asuntos Ambientales Mineros ha publicado guías que recomiendan el uso de
geosintéticos en las diferentes actividades mineras, aún cuando no
necesariamente los describen a detalle, como se cita a continuación:
• Guía ambiental para proyectos de lixiviación en pilas
• Guia ambiental para el manejo de relaves mineros
• Guías para la elaboración de planes de cierre de minas (2006).
• Guía para el diseño de coberturas de depósitos de residuos mineros (2007).
• Guía ambiental para el manejo de drenaje ácido de minas.

Normas técnicas peruanas
INDECOPI, a través del Comité Técnico de Normalización de Geotecnia
INDECOPI-SENCICO, ha emitido a la fecha 26 Normas Técnicas vinculadas a la
manipulación, ensayo y evaluación de materiales geosintéticos.
Ver una versión más completa:
http://www.bvindecopi.gob.pe/wcircu/query.exe?cod_user=wwwcircu&key_user=
wwwcircu&base=02&periodo=1&fmt=01&nreg=20&idioma=all&boolexp=GEOSINT
ETICOS&trunca=%24%2F(76%2C77)

Normativas Internacionales
Los organismos internacionales más importantes en el desarrollo de
estándares internacionales para evaluación en campo y laboratorio de
geosintéticos, son:
ASTM (American Society in Testing and Materials)
A través del ASTM International Technical Committee D35 on Geosynthetics
ISO (International Organization for Standarization) A través de ISO/TC 221
Geosynthetics
GSI (Geosynthetics International)
Ver en: http://www.geosynthetic-institute.org/specifications.htm
IGS (International Geosynthetics Society)
Ver en: http://www.geosyntheticssociety.org/Resources.aspx

Normativas del Instituto de Investigación Geosintética (GRI, por sus siglas en
inglés)
•GRI GM13 para Geomembranas de Polietileno de Alta Densidad
•GRI GM17 para Geomembranas de Polietileno Lineal de Baja Densidad
•GRI GM18 para Geomembranas de Polipropileno flexible
•GRI GM21 para Geomembranas de termopolímero de Etileno Propileno Dieno
•GRI GM19 costuras de Geomembranas
Ver el siguiente enlace: http://www.geosynthetic-institute.org/specifications.htm
Normativas Europeas:
UNE-EN 13361:2005 (embalses) // UNE-EN 13362:2006 (canales) // UNE-EN
13491:2006 (túneles y obras subterráneas) // UNE-EN 13492:2006 (vertederos
residuos líquidos) // UNE-EN 13493:2006 (vertederos residuos sólidos) y sellos
de calidad como marcado CE y ASQUAL (mercado francóno).

Actualmente en el Perú la geomembrana de HDPE está considerada como una de
las más importantes para la impermeabilización de obras en minería, tales como:
elemento de contención de líquidos, revestimiento en pilas de lixiviación, en
presas de relaves, en rellenos sanitarios, en canales, en embalses, etc.
Alcanzando mayor durabilidad que otros polímeros cuando se encuentran
expuestos a condiciones ambientales y ataques químicos, siendo la lámina de 2.0
mm una de las más usada.
Las especiales características físico - químicas de la geomembrana de polietileno
las hacen ideales como barrera de contención, pero para hacer efectivo esta
barrera de todo un sistema de láminas, estas deben estar unidas por técnicas de
soldadura.

Dentro de las técnicas de soldadura tenemos la
unión de soldadura por extrusión (aporte de
material) y soldadura por termofusión (cuña
caliente), siendo esta última la que abarca mayor
porcentaje de unión entre láminas de
geomembrana y su uso depende de variables
como: la presión de los rodillos, la temperatura y
la velocidad de avance. El presente trabajo tiene
por objetivo evaluar las propiedades mecánicas y
el deterioro de la microestructura de las uniones
soldadas por termofusión (cuña caliente) a
diferente temperatura y velocidad de avance en
láminas de geomembrana HDPE de 2.0 mm.

La soldadura por Fusión o de Cuña Caliente consiste en la unión de los bordes
del traslape de dos láminas por presión ejercida por dos partes de rodillos
yuxtapuestos y tangentes, sobre el material parcialmente fundido por la acción de
una cuña a una temperatura alta, que produce la fusión superficial entre las
láminas de geomembrana de contacto.

Las máquinas de termofusión cuentan con un
sistema de presión autoajustables de acuerdo
al espesor de la lámina a unir de 0.5 mm a 3.0
mm (20 mils a 120 mils), pero la temperatura y
la velocidad de avance son seleccionadas por
la experiencia del operador-técnico, la cual al
no tener parámetros de referencia genera
demoras en la instalación ya sea en las
pruebas de puesta en marcha de equipos de
soldadura y homologación de técnicos, pruebas
iniciales (diarias, cada 4 horas) o cuando
ciertas muestras tomadas como destructivas no
pasan los valores de resistencia mecánica que
implica el corte de toda la unión soldada y la
colocación de otra lámina a lo largo de la
costura (llamada Cap), para su reparación.

En el presente estudio evaluaremos la temperatura y la velocidad de avance en
las uniones soldadas por termofusión y cómo afectan estas variables en sus
propiedades mecánicas en el ensayo de corte y desgarro, como también en su
morfología.
Evaluar las propiedades mecánicas y el deterioro de la microestructura de las
uniones soldadas por termofusión (cuña caliente) a diferente temperatura y
velocidad de avance en láminas de geomembrana HDPE de 2.0 mm.
OBJETIVO GENERAL

Determinar a qué valor de temperatura, la
unión soldada por termofusión (cuña caliente)
presenta mayor resistencia mecánica tanto para
el ensayo de corte como el ensayo de desgarro.
Determinar a qué valor de velocidad de
avance, la unión soldada por termofusión (cuña
caliente) presenta mayor resistencia mecánica
tanto para el ensayo de corte como el ensayo
de desgarro.
Evaluar los cambios producidos en la
morfología de las uniones soldadas a diferente
velocidad de avance y temperatura.

La utilización de láminas de geomembrana HDPE como
medio de contención de sustancias es mucho más fácil
y más seguro, debido a sus propiedades mecánicas y
químicas tales como: baja permeabilidad, flexibilidad,
alta resistencia a sustancias químicas (ya sean ácidas o
alcalinas) como también alta resistencia a los rayos UV
en comparación a los materiales tradicionales.
Puesto que el mayor porcentaje de unión de láminas es
a través de la soldadura por termofusión (cuña caliente)
y al no existir información de parámetros óptimos de
temperatura y velocidad de avance en ambientes
rurales, crea la necesidad de conseguir estos
parámetros como un patrón de referencia, la cual sea
avalada por su resistencia mecánica y morfología en la
unión de láminas de geomembrana HDPE 2.0 mm.

Justificación Económica
En la actualidad la impermeabilización de
obras en minería con geomembrana HDPE
es más continuo debido a su ahorro en
costo, su bajo peso, y su facilidad de
instalación, pues genera una alternativa
económica más viable para la contención
de sustancias con respecto a materiales
tradicionales sobre todo si estas han de
quedar a la intemperie, pero para que esto
sea beneficioso se tienen que realizar
buenas uniones de tal manera garantizar la
estanqueidad e impermeabilización de
obras en minería

Justificación Social
Garantizar una óptima estanqueidad, evitando
que las sustancias contenidas ya sean en el
caso tóxicas (residuos que contienen cadmio,
cianuro, arsénico, mercurio, etc.) no entre en
contacto con en el subsuelo y ni el agua, de
caso contrario alteraría su composición
natural, convirtiéndose un potencial dañino
para la salud humana como para el
ecosistema o en el caso de sustancias no
tóxicas (Obras hidráulicas) que permite un
abastecimiento sostenible y racional del agua,
por ello para mantener un ambiente limpio y
libre de contaminación depende de una buena
instalación con altos estándares de calidad.

Polietileno El Polietileno o polieteno (PE, (CH2-
CH2)n.) es un polímero sintético termoplástico que
se obtiene por polimerización del etileno. Es un
material parcialmente cristalino y parcialmente
amorfo, de color blanquecino y translucido, es el
plástico más común. La producción anual es de
aproximadamente 80 millones de toneladas métricas.
Los diversos tipos de Polietileno que se encuentran
en el mercado son el resultado de las diferentes
condiciones de operación, llevadas a cabo en la
reacción de polimerización (de baja densidad, de
baja densidad lineal y de alta densidad), cada uno
con diferentes propiedades. Su uso principal es el de
embalajes (bolsas de plástico, láminas y películas de
plástico, geomembranas, tuberías, contenedores
incluyendo botellas, etc.)

LDPE o PEBD.- Polietileno de Baja Densidad
Presencia de gran ramificación Densidad entre 0.90 y 0.92 gr/cm3 . Mayor
desorden, menor cristalinidad, flexibilidad.
LLDPE o PEBDL.- Polietileno de Baja Densidad Lineal
Contiene ramificaciones de cadena corta, como máximo 6 átomos de carbono
Densidad entre 0.925 y 0.933 gr/cm3.
HDPE o PEAD.- Polietileno de Alta Densidad
Presencia de pocas ramificaciones y cortas de 1 a 2 átomos de carbono.
Densidad mayor a 0.938 gr/cm3 .

Propiedades. En general al aumentar
la masa molecular, aumenta el
alargamiento y las resistencias a la
tracción, al impacto, Tensofisuración,
química y deformación por calor,
disminuyendo la flexibilidad. En la
tabla siguiente se resume la variación
de propiedades, dentro de cada tipo
de PE, en función al aumento de
densidad y la disminución del índice
de fluidez (aumento de la masa
molecular media).

Una propiedad importante de los materiales
poliméricos termoplásticos es su
comportamiento térmico, pues permite llevar a
cabo diferentes procesos de conformación de
los mismos. Cuando la temperatura aumenta las
cadenas se Propiedad Intelectual de la
Universidad Nacional de San Agustín de
Arequipa 20 desenrollan y tiene lugar el flujo
viscoso más fácilmente con menor tensión
aplicada. A bajas temperaturas, el polímero se
vuelve viscoso, las cadenas no deslizan y el
polímero presenta un comportamiento de sólido
rígido. Estos comportamientos aparecen
reflejados, dependiendo de la temperatura y de
la estructura, grupos funcionales, de la cadena
del polímero.

Geomembrana de polietileno
Según la norma ASTM D4439 la
Geomembrana es un revestimiento o
barrera sintética de muy baja permeabilidad
usada con cualquier material relativo a la
ingeniería geotécnica para controlar la
migración de fluidos en un proyecto,
estructura o sistema construido. En si las
geomembranas son laminas delgadas de
material plástico o de caucho
“impermeables”, utilizadas principalmente
como revestimiento y cobertura de
dispositivos de almacenamiento de líquidos
o sólidos. Así, su función básica es siempre
como barrera de líquidos o de vapor.

Las geomembranas de polietileno, son fabricadas
con resinas vírgenes de polietileno
aproximadamente en un 97.5 % y 2 – 3 % de
carbón (negro de humo), antioxidantes y
estabilizadores de calor, otorgándoles una alta
resistencia a la acción de rayos ultravioleta, con un
coeficiente de expansión del 700%, haciéndolas
excelentes para aplicaciones expuestas,
garantizando una larga duración. No contiene
aditivos que puedan evaporarse y cause deterioro
a medida que pasa el tiempo. La superficie puede
ser liso y/o texturado en una o las dos caras

Instalación de geomembrana HDPE
La Instalación de geosintéticos
consiste en desplegar en terreno
adecuado (libre de cualquier material
extraño que pudiese dañar a la
geomembrana), lo que significa un
riesgo por la manipulación de esta, ya
que por lo general, se trata de
superficies significativas y se está
expuesto a fenómenos ambiéntales
como ráfagas de viento, lluvias o
condiciones de terreno que hacen
difícil la maniobrabilidad del material a
desplegar.
Dirección y velocidad del viento.
Las condiciones de la superficie de
apoyo.
Condiciones climáticas.
La accesibilidad de terreno.
El anclaje temporal (sacos con
arena o de similar granulometría).
Orientación del traslape entre
paneles.
El equipo utilizado en el despliegue
no dañe la superficie de terreno.
No fumar sobre los geosintéticos.
Los zapatos no ocasionen daños a
los geosintéticos.
EN LA INSTALACION DE GEOSINTETICOS SE
DEBE TENER EN CUENTA LO SIGUIENTE:

El Despliegue de la geomembrana deberá
realizarse mediante barras de despliegue con
apoyo de un camión grúa o excavadora de
manera que faciliten el desenrollado y eviten o
minimicen el contacto de la geomembrana con el
suelo, ver fig. N° 25 y 26, luego se desenrollará
de acuerdo a la longitud a instalar,
posteriormente se colocara en la cresta de la
zanja, previo al corte de la lámina se colocarán
lastres (sacos rellenos con material) sobre la
geomembrana en la zanja y parte lateral de la
lámina espaciados cada metro. El traslape entre
los diferentes paneles a soldar sea el adecuado
de acuerdo al tipo de material utilizado en el
revestimiento y especificado en el plan de control
de calidad (150 mm.).

Todo el geosintético desplegado durante una jornada deberá quedar soldado,
debidamente anclado y asegurado con sacos de lastre. Vale decir panel instalado
igual a panel soldado.

Técnicas de unión de láminas de geomembrana Para realizar la soldadura y
reparaciones en geomembrana utilizaremos dos procesos de soldadura: de fusión
simple (termofusión) utilizando equipos de termofusión (maquina cuña) y de
extrusión con equipos de aporte (maquina extrusora). La unión de geomembrana
consiste en juntar paneles dando lugar a la formación de un único revestimiento e
impermeabilizando en toda el área requerida.

Soldadura por Termofusión Este proceso será usado para soldar paneles adyacentes
de geomembrana y no será usado para parchar o realizar trabajos de detalle.

La máquina de cuña caliente utilizada para realizar soldaduras por fusión es el
método principal para unir paneles adyacentes debido a su temperatura y presión
sumando a ello su velocidad y su sencillez en su soldado, permitiendo la ausencia
de otro material adicional.

El equipo de soldadura de fusión es auto propulsado mediante rodillos
escalonados que con el ajuste entre sí originan una tracción positiva de avance y
una presión para soldar. Además, está equipado de una cuña caliente y un
controlador de velocidad y temperatura para asegurar una correcta fusión.

Para el proceso de fusión simple se debe tener en cuenta algunas
recomendaciones:
El área de la geomembrana donde se realizará la junta soldad por fusión
debe estar limpia y seca, para asegurar una adecuada adherencia.
Al final de cada jornada de trabajo no se permitirá dejar de soldar
ninguna costura, debido a que constituye una zona de peligro para el
sistema de revestimiento por los efectos negativos que pueden ser
causados por el viento o el agua.
La geomembrana debe ser instalada tomando en consideración que al
final del proceso de instalación éste quede libre de esfuerzos de tensión.
Debido a que estas zonas de tensión se constituyen en zona de posible
falla.
Los traslapes entre paneles deben seguir la dirección de flujo.
Preferir las uniones por fusión simple (cuña), respecto de las uniones por
extrusión (extrusora).

GEOMEMBRANAS
El crecimiento en la conciencia ambiental, así como el
desarrollo de nuevas tecnologías es claramente una
facilidad en el control de agentes contaminantes, no
sólo en el manejo de basuras, sino también en el
manejo de residuos producidos por las grandes
industrias. Es así como las geomembranas ayudan al
desarrollo ambiental y a la protección del ecosistema.
Las geomembranas representan el segundo grupo
más importante de geosintéticos en ventas detrás de
los geotextiles, sin embargo en volúmenes de dinero
son las geomembranas las que ocupan el primer
lugar. Su crecimiento ha sido estimulado por
regulaciones gubernamentales, las cuales hasta el
momento apenas se están desarrollando en nuestro
país.

Las geomembranas han sido empleadas en
proyectos tales como cubiertas flotantes, rellenos
sanitarios, lagunas de oxidación, reservorios,
recubrimientos expuestos a la luz solar en taludes,
impermeabilización de superficies, etc. Su
durabilidad es estimada de acuerdo a la vida útil
que sea especificada por el fabricante,
comúnmente para
geomembranas HDPE (Polietileno de alta
densidad) o LLDPE (Polietileno de baja densidad)
se considera alrededor de 20 años. Otros tipos de
geomembranas que de igual manera son
generalmente usadas poseen una menor vida útil
expuestas a la luz solar y por lo tanto deben ser
cubiertas con suelo o con material de sacrificio,
como puede ser un geotextil reemplazable.

Finalmente, para detenernos en la
durabilidad y la vida de servicio de
las geomembranas, tenemos que
remitirnos
a la experiencia, donde hace 15 años
los conceptos originales decían que
los geosintéticos eran fáciles de
instalar pero no durarían largo
tiempo. Los pensamientos actuales
han cambiado drásticamente y se
tienen experiencias reales sobre la
larga vida y servicio de los
geosintéticos, eso sí con gran
preocupación acerca de la correcta
selección e instalación de los
mismos.

El uso de las geomembranas en el diseño de
barreras impermeables es una alternativa valida y
en muchos casos se utiliza como complemento a
las alternativas tradicionales. El empleo de este
geosintético presenta las siguientes características:
• Son materiales homogéneos, de propiedades
completamente cuantificables.
• Bajo una adecuada instalación, sus propiedades
no sufren modificaciones durante el proceso
constructivo.
• Son una alternativa más económica sobre todo en
proyectos donde el tiempo de construcción es un
factor importante del costo.
• Minimizan el impacto ambiental en las obras y
permiten un mejor aprovechamiento de los
volúmenes disponibles

La geomembrana más adecuada para ser
instalada como barrera impermeable,
garantizando la protección del ecosistema
en cada una de las aplicaciones como
pueden ser en reservorios de agua, en
rellenos sanitarios, en recolección de
lodos generados de los procesos
industriales, en lagunas de oxidación, etc.
El diseño por función consiste en evaluar
la principal aplicación para la cual se
utiliza la geomembrana y calcular el valor
requerido para esa propiedad en
particular.

Resistencia disponible: Resistencia última del ensayo de laboratorio que simula
las condiciones reales del proyecto sobre los factores de reducción.
Resistencia requerida: Valor obtenido del cálculo mediante una metodología de
diseño que simula las condiciones reales del proyecto.

Diseño del Espesor
El espesor necesario de una geomembrana dependerá del polímero con que esté
fabricada dicha membrana debido a los comportamientos tan distintos a la
fluencia de cada uno de los materiales.

Ángulos de fricción geomembrana - suelo y geomembrana - geotextil
Según ensayo ASTM D 5321
TIPO DE GEMEMBRANA
HDP
TIPO DE GEOTEXTIL
No tejido
Punzonado
TIPO DE SUELO- ARENA
30º 28º 26º
TEXTURIZADA
LISA
32º
8º
30º (100%) 26º (92%) 22º (83%)
18º (56%) 18º (61%) 17º (63%)

Después de haber escogido la geomembrana aplicando la metodología de
diseño, se debe considerar adicionalmente procesos de transporte, manejo
e instalación, los cuales están fuera del alcance del diseñador. Únicamente
mediante especificaciones estrictas y un aseguramiento de la calidad en la
construcción, la geomembrana puede sobrevivir la instalación y cumplir
adecuadamente con la función para la cual fue especificada e instalada.

Definiciones
Geosintéticos: Productos planos
poliméricos usados en geotecnia
• Separación
• Refuerzo
• Filtración
• Drenaje
• Barrera de Infiltración
• Protección

• Geotextiles
Geosintéticos permeables
compuestos únicamente de
materiales textiles (ASTM
D4439)
• Los geotextiles son mantas
continuas de fibras tejidas y no
tejidas
• Las hojas son flexibles y
permeables y generalmente
tienen el aspecto de un tejido

Geomallas
Materiales geosintéticos que
tienen una apariencia de una
red regular de elementos de
resistencia de tracción
Las aberturas permiten la
fricción entre las capas de
suelo.

Geomembranas
Geosintético esencialmente
impermeable compuesto por
una o más láminas sintéticas
Son hojas continuas y
flexibles usadas como
barreras para líquidos, gases
o vapores

Georredes
Sistema de costillas
conectadas para facilitar el
drenaje en el plano de
líquidos o gases.

Geocompuestos
Combinación de dos o más tipos
de geosintéticos.
Por ejemplo, una georred
rodeada por un geotextil de filtro.
georred geotextil
geotextil geomembrana

Geoceldas
Redes relativamente gruesas
y tridimensionales hechas de
tiras de material polimérico

Geocompuestos con bentonita (GCL)
Capas prefabricadas de bentonita
incorporadas entre geotextiles y/o
geomembranas usadas como
barrera de contención de residuos
líquido o sólido.

Geofoam
Bloques de poliestireno para rellenos
livianos
• Terraplenes
• Rellenos detrás de muros
• Barreras anti-congelamiento

Control de erosión
Controla el efecto de lluvia y drenaje de aguas
superficiales.
Algunos de estos productos son fabricados con
productos biodegradables.

Funciones
• Separación de capas
Sin geotextil: se mezclan Con geotextil: no se mezclan

Funciones
• Control de erosión
Funciones
• Control de erosión
• Filtro y drenaje

Interacción geosintético –terreno
El primer factor de interacción
es la fricción en la interfaz
Interacción geosintético –terreno
El primer factor de interacción es
la fricción en la interfaz.
En laboratorio pueden
reproducirse las condiciones de
colocación del sitio.

Interacción geosintético–terreno
El segundo factor de interacción
es la capacidad de filtro.
En laboratorio puede ensayarse
la aptitud de un geotextil para
un suelo determinado.

Determinación de la tracción admisible: Se mide la resistencia a la tracción y se
reduce por:
• Fluencia lenta
• Daños mecánicos durante colocación
• Daños ambientales
Se aplica un factor de seguridad, La tensión de trabajo puede ser de 1/3 a 1/10 de
la resistencia a la tracción (depende del material, controlado por la fluencia lenta)

HDPE, es un tipo de material plástico cuyas letras provienen las siglas en
inglés de High Density Polyethylene Expandit o en español PEAD ( por
Polietileno Expandido de alta Densidad).
¿Qué es el polietileno de alta densidad
– HDPE?
Se trata de un material sintético, lo que
significa que su origen no es natural, sino
que es elaborado artificialmente en
laboratorios.
Es muy útil, debido a que es un polímero
o material plástico liviano y de una
excelente resistencia a los cambios
bruscos de temperaturas y de igual
forma, resiste muy bien ante las
reacciones químicas (incluso a los

Originalmente es incoloro, casi transparente,
muy sólido y resistente a los impactos. Tiene
una gran capacidad de procesamiento
industrial, tanto por su maleabilidad a muy
elevadas temperaturas, como por su relativa
simpleza en cuanto a sus formas de
constitución.
Otra de sus bondades es que es muy
flexible, incluso cuando la temperatura
desciende demasiado, y su estructura y
densidad le permite facilidad ante la tarea
de imprimir sobre él o de ser pintado.

Finalmente podemos decir que es un
material que facilita la tarea de su
reciclaje y tiene una multiplicidad de
aplicaciones posibles en el mercado de
la industria actual. Sin embargo, hoy
nos centraremos en sus aplicaciones y
métodos de unión o soldadura en sus
formas de geomembranas de HDPE y
Tuberías de Termofusión. En el caso de
los materiales metálicos esto
podemos realizarlo mediante
soldaduras por arco eléctrico, pero en
el caso de los polietilenos de alta
densidad sólo debemos elevar la
temperatura a la vez que mantenemos
el contacto entre las dos piezas a unir.

¿Qué se hace con el polietileno de alta
densidad – HDPE?
Entre sus múltiples aplicaciones tenemos la
elaboración de envases de alimentos,
detergentes y otros productos químicos
(recordemos que resiste muy bien su contacto
con sustancias químicas).
También se utiliza para la elaboración de
prótesis de extremidades o femorales y de
cadera (recordemos que es sólido, liviano y
resistente a impactos y deformaciones).
Debido a su impermeabilización ante los
líquidos se utiliza para la elaboración
de Tuberías de agua y
unas Geomembranas que son utilizadas para
impermeabilizar terrenos, vertederos o

Geomembranas de alta Densidad HDPE
Las geomembranas hdpe son láminas o
planchas flexibles hechas en polietileno
expandido de alta densidad. Se dice que se trata
de un material GEOSINTETICO, debido a que
el HDPE proviene de derivados del petróleo y
su función principal es la de aplicarlos en la
industria geo-técnica, en la cual se trata o
modifica estructuras o comportamientos en
suelos o terrenos (por ello lo de GEO)
Usualmente se almacenan en rodillos o rollos de
estas laminas de longitud, altura y espesor
variables según las necesidades del profesional o
ingeniero civil que las utilice.
Principalmente se utilizan en la construcción o
agricultura y pueden ser termosoldables.

Máquina para Soldar Geomembrana
HDPE
En el siguiente video veremos como se
utiliza esta maquina de cuña caliente
para soldar geomembranas. Es un
proceso de planchado, en donde se
eleva la temperatura a rangos
específicos dependiendo del espesor
de la geomembrana y de una manera
sorprendente quedan totalmente
unidas.
Incluso se ve como el operario realiza
un pequeño corte e intenta dividir las
piezas, pero el material ahora es una
sola unidad. Fácil y rápido!

Este proceso será usado
específicamente para reparaciones de
parchado y detalles especiales de
fabricación de geomembranas. Este
proceso es también útil para conectar
nuevos paneles hacia recubrimientos ya
instalados que tengan un filo expuesto
incapaz de ser soldado por fusión
simple (Tie-in). se aprecia la sección
transversal del aporte de la soldadura
por extrusión. El Equipo de soldadura
por extrusión tiene un componente
controlador de temperatura, es de
propulsión manual y utiliza material
adicional para realizar la soldadura.

Para realizar una soldadura por extrusión
se debe tener en cuenta los siguientes
aspectos:
Cuando se realiza una junta de paneles
adyacentes con soldadura por extrusión el
traslape mínimo debe ser de 15 cm. (6.0
Pulg.).
Cortar el parche de tal manera que este
exceda en 15 cm., de los filos del agujero a
ser reparado con parche.
El tamaño del parche como mínimo es
de 30 cm x 30 cm., y esta debe tener
esquinas redondeadas.

Soldadura por aire / gas caliente
Este proceso es similar a la soldadura oxi-acetileno de metales. La única
diferencia es que la llama abierta de la soldadura de oxiacetileno se sustituye
por una corriente de gas caliente. El aire comprimido, nitrógeno, hidrógeno,
oxígeno o dióxido de carbono se calienta mediante una bobina eléctrica a
medida que pasa a través de una pistola de soldadura.
La soldadura de gas caliente es un proceso de fabricación de materiales
termoplásticos.

Soldadura por inyección
La soldadura por inyección es similar a la soldadura de extrusión, excepto,
con algunas variaciones en la soldadora portátil, se puede insertar la punta
en los agujeros de defectos de plástico de diferentes tamaños. El Drader
injectiweld es un ejemplo de tal herramienta.

Soldadura por ultrasonido
Este método utiliza vibraciones de alta frecuencia mecánicas para formar la
unión. Las piezas a ensamblar se mantienen juntas bajo presión entre el
sonotrodo oscilante y un yunque o cuna inmóvil y se someten a vibraciones
ultrasónicas de frecuencia de 20 a 40 KHz en ángulo recto con el área de
contacto.
La acción de la alta frecuencia
genera calor en la interfaz
común para producir una
soldadura de buena. Los
equipos para este proceso son
bastante caros por lo que se
prefiere su uso en grandes
series de producción.
La soldadura se limita a los
componentes con longitudes
de soldadura que no exceden
de unos pocos centímetros.

Soldadura por alta frecuencia
Ciertos plásticos con dipolos químicos, tales como
PVC, poliuretanos y poliamidas pueden ser calentados
con ondas electromagnéticas de alta frecuencia. La
soldadura de alta frecuencia utiliza esta propiedad
para ablandar los plásticos a unirse. El calentamiento
puede ser localizado, y el proceso puede ser
continuo. También conocido como sellado dieléctrico
o termosellado RF (Radio Frecuencia).
En la soldadura con alta frecuencia (HF) los materiales
se unen utilizando la energía de un campo
electromagnético (27,12 MHz) y aplicando presión
sobre las superficies a soldar. La energía la produce
un generador y la herramienta usada para aplicarla se
denomina electrodo. La energía eléctrica hace que las
moléculas del interior de los materiales empiecen a
moverse, lo cual producir calor, que a su vez
reblandece los materiales a soldar, que entonces se

Soldadura por láser
La soldadura por láser es adecuada para
unir películas y piezas plásticas. Se utiliza
un rayo láser para fundir el plástico en la
región de la unión. El láser genera un haz
intenso de radiación (por lo general en la
zona infrarroja del espectro
electromagnético), que se centra sobre el
material a unir. Esto excita a una
frecuencia de resonancia en la molécula,
lo que resulta en el calentamiento del
material circundante.

La soldadura por láser es un proceso
de producción de alto volumen con la
ventaja de no crear vibraciones y la
generación de inflamación mínima de
la soldadura. Los beneficios de un
sistema de láser incluyen; un haz de
potencia controlable, lo que reduce el
riesgo de distorsión o daños a los
componentes; enfoque preciso del haz
de láser permitiendo que se formen
uniones precisas en un proceso sin
contacto, que es una vez limpio e
higiénico. La soldadura por láser se
puede realizar de una manera de
disparo único o continuo, pero los
materiales a unir requieren de sujeción.

Soldadura por vibración
Este proceso también se conoce como soldadura
por fricción lineal. Dos piezas termoplásticas se
frotan entre sí bajo presión a una frecuencia y
amplitud adecuada, hasta que se genera el calor
suficiente para fundir el polímero.
Después se detiene la vibración, las partes se
alinean y el polímero fundido se deja solidificar
creándose la soldadura. El proceso es similar a
una soldadura rotatoria, excepto que el
movimiento es lineal en el lugar de rotatorio. El
proceso es rápido, las vibraciones aplicadas
normalmente son de 100 - 240 Hz, 1-5 mm de
amplitud.
La principal ventaja de este proceso es su
capacidad para soldar grandes uniones lineales
complejas a altas tasas de producción. Otras
ventajas son la capacidad para soldar un número
de componentes de forma simultánea, la
simplicidad de los equipos y la aptitud para la

TECNICAS DE TERMOFUSION EN GEOMEMBRANA

Esta serie de la máquina de soldadura es excelente
y fácil para el funcionamiento, Con alta velocidad
de soldadura y buena calidad de trabajo. Es
ampliamente utilizado en proyectos de ingeniería
tales como autopistas, túneles, embalses,
impermeable de construcción y así sucesivamente.
FUNCIONAMIENTO:
El motor acciona los rodillos de presión superiores
e inferiores para girar a través de la caja reductora
y la cadena. Los carros de deslizamiento accionan
la cuña caliente e insertan entre los dos materiales
de base, al mismo tiempo la palanca presiona los
rodillos de presión y engancha los dos materiales
base fundidos.

PRECAUCIONES:
*Utilice con cable con toma de tierra, el
enchufe no se modificará sin permiso previo
*Parar buena calidad de la soldadura, asigné
por favor al personal especificado para la
operación.
*El rodillo de presión no se enciende en
funcionamiento libre.
*No opere cuando se expone al agua para
prevenir calidad inferior.
*La máquina ha sido regulada antes de salir de
la fábrica. Por favor, no lo ajuste en absoluto.
*Precalentar por 30 minutos antes del
comienzo para arriba.

Pistola de aire caliente:
En la actualidad el mercado ofrece varias técnicas de soldadura de tejidos. En
este artículo queremos dar una visión básica de las dos técnicas que
utilizamos en nuestras máquinas de soldadura por aire caliente
Para proceder a la soldadura por aire caliente, se ha diseñado una pistola de
calor especial (soldadora de aire caliente) que produce un chorro de aire
caliente que ablanda las partes a unir. Luego los materiales pasan por un
rodillo de presión para unirse.

Proceso de soldadura por aire caliente.
Por su parte, los impulsos eléctricos son un proceso de soldadura en el que
las capas de material se calientan y fusionan para formar una costura soldada
utilizando presión de una resistencia eléctrica blindada. Esta resistencia se
llama ‘electrodo’ y se calienta mediante corriente pulsada. La temperatura se
controla por tiempo y potencia para conseguir el punto óptimo de soldadura
de cada material específico.

VENTAJAS DEL EQUIPO:
Las máquinas de soldadura por aire caliente son, por lo general, de bajo
coste y de pequeño formato, por lo que pueden adaptarse a cualquier
espacio y presupuesto.
La fuente de calor está en contacto con el material menos de un
segundo, con lo que se consigue una tecnología de soldadura rápida. No
obstante, al no disponer de ciclo de enfriamiento y que el material está
en contacto con la fuente de calor durante un corto periodo de tiempo,
el aire caliente pude provocar arrugas y ondulaciones en el material. El
resultado, a menudo, puede dar lugar a que la capa superior no case con
la inferior, lo que puede ser crítico en productos finales, como
enrollables e impresión digital. También puede ser habitual que durante
el proceso se vea humo.
Un buen operario sabrá cómo hacer la maniobra de asar el material por
el soldador de aire caliente.

En cuanto a la soldadura por aire caliente, es un procedimiento muy versátil y
puede utilizarse para una amplia variedad de productos como: piscinas,
balsas, publicidad de gran formato, cubiertas náuticas y pérgolas, entre
muchos otros. A menudo se opta por esta soldadura para productos de
grandes dimensiones debido a que permite el proceso en continuo.
Aire caliente
•Aplicaciones: Soldadura PVC, Publicidad, Lonas, Piscinas, Balsas, Pérgolas.
Cubiertas náuticas.
•Ventajas: Versatilidad, Soldadura de productos largos, Pisada pequeña.
•Retos: Se requiere de operario habilidoso; Arrugas u ondulaciones habituales; No
se puede soldar el inicio del material; Humo durante el proceso de soldadura.
•La temperatura se gradúa de acuerdo a los procedimientos del proyecto.

COMO CALIBRAR UNA MAQUINA DE CUÑA CALIENTE

Para soldar geomembranas es esencial contar con un equipo bien calibrado y
un técnico operario bien capacitado. Si se cuenta con estos dos elementos se
puede asegurar uniones óptimas en cualquier proyecto de
impermeabilización. Es por eso que, en esta nota vamos a explicar cómo
preparar la cuña caliente para el trabajo diario.
¿Qué presión aplicar a las geomembranas en la cuña?
Para empezar, hay que tener claro que se debe respetar la siguiente relación
entre el espesor de la geomembrana y la presión aplicada:
Espesor de geomembrana Presión aplicada
1 mm 40
1.5 mm 60
2 mm 80
2.5 mm 100

Algunos operarios creen que no es necesario respetar esta proporción a pesar
de ser recomendada por los técnicos. Eso se debe a que en ocasiones se
pueden haber quemado las láminas de HDPE por un avance lento. Sin
embargo, se considera que esas dificultades se causan por fallas en el ajuste
de los rodillos de tracción.
Calibración de la cuña caliente
Este proceso se debe realizar cuando
la máquina está completamente fría.
Hay que tener en cuenta que se van a
manipular partes de la cuña que se
pueden calentar muchísimo durante
el funcionamiento.

Por eso, es necesario que los operadores sepan como calibrar las extrusoras.
--Recomendación de temperatura al calibrar las extrusoras
Sin importar el material, los niveles de calor recomendados para geomembranas de 1,5 mm de
espesor es 210° Celsius (C) y de 230 grados para las láminas de 2,5 mm. Sin embargo, hay otros
elementos que influyen en la temperatura de las soldaduras y son los siguientes:
– Temperatura de la extrusora
La mayoría de las máquinas soldadoras por extrusión de Leister, cuentan con un reloj controlador
de temperatura. Ese dispositivo es de mucha ayuda al momento de calibrar las extrusoras. En su
panel de control se puede establecer una temperatura a la que debe llegar el material que sirve de
“pegamento”.

Temperatura del material extruido
A pesar de lo que se especifique en el controlador de la extrusora, el material derretido para las
uniones no siempre tiene esa temperatura. Esto puede deberse a varios factores, entre ellos las
condiciones ambientales. Lo recomendable antes de empezar una soldadura es medir la
temperatura del extruido. La verificación se hace con un termómetro de contacto.
Temperatura de precalentamiento
Esta variable está determinada por las condiciones a las que está expuesta la geomembrana. La
temperatura de la lámina no será la misma cuando se encuentra bajo el sol del desierto que en la
cima de una montaña en los andes. Lo ideal es que las superficies que se van a pegar estén
calientes.
Esto se logra con el uso de los sopladores de aire caliente. Estos equipos no solo aportan calor a
las geomembranas, también limpian el área de residuos como el polvo. Los equipos de Leister
para la soldadura por extrusión suelen incorporan un dispositivo soplador. Así, no se tiene que
volver a calibrar las extrusoras y se garantiza un precalentamiento uniforme.

Los pasos son los siguientes:
Ajuste de leva o dado de presión
Esta es una pieza que está unida a una palanca negra que se encuentra en el
lado derecho del equipo. Para iniciar con la calibración se debe aplicar la
presión correspondiente al espesor de la geomembrana a soldar. En el
cuadro de la parte superior se pueden encontrar la graduación indicada.
Manivela y dado de presión

Calibración de rodillos de presión
El primer paso es determinar si los rodillos de la cuña están pisando la
geomembrana de manera uniforme. Para eso se requiere contar con una hoja
A4, un plumón o cualquier objeto para escribir. Se debe liberar la presión de
los rodillos, insertar el papel en medio de ellos y ajustarlos hasta que pisen la
hoja. Luego, se debe liberar toda la presión con la manivela negra del costado
de la máquina.
En la hoja van a quedar un par de huellas dejadas por los rodillos, esas líneas
deben ser pintadas con el plumón y se debe medir su grosor. Lo ideal es que
cada lado de las marcas tenga 10 mm de grosor; aunque se puede tolerar que
midan hasta ¾ de esa medida. Una medida inferior a la establecida es un
indicador que el equipo no está bien calibrado. Una pega realizada con una
cuña en ese estado será deficiente.

Se puede observar que la marca derecha del rodillo de presión es
más ligera que la izquierda.

Si los rodillos dejan marcas desiguales (más gruesas de un lado) se debe
regular la inclinación con los tornillos de ajuste de la cuña caliente. Esas piezas
se pueden encontrar en la parte superior de la placa de regulación. Esos
tornillos son especiales y aumentan o liberan presión por cada cuarto de
vuelta que dan.
Ajuste de rodillos de presión en cuña

Se deben apretar o soltar los tornillos hasta asegurar que la placa no se
encuentre inclinada. Lo ideal es que se ubique en posición horizontal y recta
respecto al suelo. OJO: Si se aprieta un tornillo en el lado derecho se eleva el
lado derecho de la placa. Y, el lado izquierdo sube cuando se gira un tornillo
de la derecha. Este procedimiento de calibración solo se debe realizar cuando
las marcas de los rodillos sean muy disparejas.
Nivelación de rodillos de

Recortar un par de pedazos de geomembrana de 10 mm de ancho y 10 cm de
largo. Esas láminas dobladas a la mitad se deben poner en medio de los
rodillos de tracción de la máquina. Se debe repetir el procedimiento del papel
para verificar que queden marcas iguales.

Ajustar altura y avance de la cuña
Es importante que esa pieza se encuentre en posición cercana a los rodillos, pero sin
tocarlos. Si no se cumple esta condición se va a ir desgastando la cuña al chocar y se
tendrá que conseguir un repuesto. Esa parte de la máquina se puede mover de
adelante a atrás y de arriba abajo.
Para graduar el avance o retroceso de la cuña se debe usar la cápsula de ajuste que
se encuentra en el lado derecho de la máquina. Allí se encuentran dos tuercas que se
deben aflojar con una llave. Luego, se debe girar la cápsula que tiene un pin con una
argolla que se debe jalar mientras gira.

Se debe lograr que la cuña calefactora se encuentre cerca de los rodillos,
pero sin tocarlos. La distancia que debe quedar entre ellos debe ser similar
al grosor de la geomembrana a soldar. Al completar ese paso se vuelven a
ajustar los tornillos.

La altura de la cuña caliente se calibra con los giros de un tornillo ubicado en
la parte inferior de la máquina. Tan solo basta con insertar una llave Allen
hexagonal y girarla hasta alcanzar una nivelación adecuada. La cuña debe
quedar equidistante de ambos rodillos.

Se puede usar un pedazo de geomembrana para asegurar que
pueda pasar a través del espacio dejado.

Calibración de rodillos locos o móviles
Para el siguiente paso se debe usar un pedazo de geomembrana de
aproximadamente 20 cm x 20 cm. Esa lámina se debe insertar por la parte
superior e inferior de la cuña y los rodillos móviles. El ajuste debe ser firme,
pero al aplicar un poco de fuerza se deben desplazar las láminas sin trabas.

En caso que no sea así, los rodillos locos se regulan con el ajuste de unas
tuercas especiales. El de la parte superior se encuentra ubicado entre el chasis
y el soporte de los rodillos. Mientras que, en la parte inferior se debe retirar
una placa de protección. Dentro de ella se puede encontrar la tuerca que se
debe ajustar.

CUÑA CALIENTE Y AIRE MECANICO

La soldadura con cuña caliente es un
proceso que se suele usar para trabajos
de impermeabilización.
Con este tipo de soldadura se suelen unir
geomembranas, geotextiles y otros
geosintéticos.
La principal cualidad de este método de
soldadura es la capacidad de generar
costuras de la misma naturaleza que el
material de impermeabilización.
Esta es la mejor tecnología que existe
para trabajos industriales.

La instalación de geosintéticos es requerida en numerosos proyectos de
ingeniería. Por ejemplo, el revestimiento de pads de lixiviación o de presas y
pozas de relaves. En este tipo de industrias no pueden permitirse los errores.
Una filtración de los químicos puede derivar en grandes consecuencias para el
medio ambiente y las personas.

¿Qué factores determinan la calidad de una soldadura con cuña
caliente?
Los parámetros de trabajo varían de acuerdo a las condiciones climáticas y a
las características del material. Para minimizar las posibilidades de cometer
errores humanos, es recomendable recurrir a la compra o alquiler de
cuñas automáticas. Esos equipos pueden garantizar que se las soldaduras
se realizan de manera uniforme.
Sin embargo, en los trabajos de instalación de geomembranas o
geosintéticos en general es sumamente importante el monitoreo de 3
factores claves, los cuales son: la temperatura, la velocidad y la presión. La
combinación de estas magnitudes determina si una soldadura con cuña
caliente se ha realizado de manera adecuada.

Presión de soldadura
Una máquina de cuña caliente suele
tener un juego de rodillos entre los que
deben pasar los geosintéticos. El
contacto entre las láminas del material y
los rodillos debe ser debe ser firme, pero
no tosco. En las máquinas la presión
promedio de soldadura máxima es de
1000 Newtons. Si se supera ese nivel, se
corre el riesgo de dañar el material que
debe fusionarse.

Presión de soldadura
(continuación)
En los equipos automáticos de la
marca Leister cuentan con pantallas
para monitoreo. De esa manera, se
puede monitorear que tan firme es el
agarre de lo rodillos. Los parámetros
de presión se pueden manejar de
manera manual o ingresando los
valores en el panel de control.

Temperatura para la soldadura
El cálculo del nivel del calor que debe ser
aplicado, depende de la temperatura del
material y la del ambiente. Por ejemplo,
una geomembrana a 5 grado necesitará
más calor para fundirse que el mismo
material, pero con 25 grados, luego de
haber estado bajo el sol. Por eso, se
recomienda que todos los trabajos de
soldaduras de geosintéticos se realicen en
las primeras horas de la mañana, hasta las
10 a.m.

Temperatura para la
soldadura(continuación)
En cuanto al clima, no se pueden
negar que las características de
temperatura no son las mismas en los
andes que en medio de la Amazonía.
Usualmente, los operadores de
soldadura con cuña caliente saben
hacer este tipo de evaluaciones. Es
muy importante que ellos reciban la
capacitación adecuada.

Velocidad de soldadura
Las máquinas de cuña caliente Leister Comet tienen una velocidad que
varía entre los 0.8 y los 3.2 metros por minuto (m/min). Una de las
variables que se deben tener en cuenta para fijar este valor es el tipo de
material de lámina del geosintético. La otra es la influencia del tiempo
atmosférico.
Mientras más frio haga, más lentamente se realizará la soldadura con
cuña caliente. Eso le dará más tiempo al material para fundirse, antes
que el aire frio lo solidifique nuevamente. Si el proceso no se realiza de
manera adecuada, las costuras podrían presentar filtraciones o
separarse tempranamente.

Como ya hemos mencionado, una vez que se ha terminado una soldadura
con cuña caliente, se debe someterla a una prueba con tensiómetros. Los
ensayos que se realizan son la prueba de desgarre y pelado. Ambas
consisten en jalar en direcciones opuestas las láminas superiores e
inferiores del traslape. Lo ideal es que se rompa el material y que no se
separen las láminas una de otra.

EXTRUSORA ANALÓGICA Y DIGITAL

Extrusora
En los últimos años el uso de
contenedores fabricados con
termoplásticos como pueden ser el
PE, PP, PVC, PVDF, …y otros
materiales, ha aumentado de forma
considerable. Los plásticos técnicos
ofrecen una resistencia a productos
químicos, altas temperaturas,
corrosión, que han sido determinantes
en el auge de la fabricación con
termoplásticos junto con el poco peso
en comparación con otros materiales.

Extrusora
Además el proceso de
fabricación o construcción es
más sencillo, pero para
garantizar que los depósitos
estén perfectamente
fabricados, además de utilizar
un buen material, debemos
utilizar también unos buenos
soldadores.

Aunque es muy cierto que en
este tipo de trabajo, el operario es
el principal artífice y responsable
de la fabricación perfecta de la
pieza, no es menos cierto que
para un buen acabado necesitará
unas herramientas de calidad
capaces de realizar unas
soldaduras con todas las
garantías.

Otro sector donde se utiliza
también este tipo de
soldaduras, es en la
impermeabilización de
embalses en PE, siempre hay
una rotura a la que soldar un
parche o un sitio inaccesible
donde deberemos soldar por
extrusión.

MAQUINAS EXTRUSORAS Y ACCESORIOS

Soldadura de geomembranas por
extrusión
Este equipo hace uso de un cordón o
granza del mismo material que
la geomembrana. No se pueden usar
cables de HDPE para unir láminas de
PVC o LDPE. Tanto los geosintéticos
como el material de aporte usado para
las uniones deben tener la misma
composición

• Composición del cordón de
soldadura HDPE y LLDPE
• Composición: Polietileno,
negro de humo y
antioxidantes.
• Estabilizador: Fenol – Fosﬁto.
• Tonalidad: Negra.
• Resinas 100% vírgenes.

• Geomembrana de alta
densidad HDPE GM13 y
Nominal
• Geomembrana de baja
densidad LLDPE GM17 y
Nominal
• Geomembrana Lisa y
Texturizada
• Geotextil no tejido
• Soldadura HDPE
• Películas plásticas de
polietileno para invernadero
y de baja densidad negra.

Soldar geomembrana por extrusión
Una practica muy utilizada
normalmente en reparaciones, para
soldar parches, ángulos, etc en láminas
de PE.
Es una de las mejores soluciones con la
que se obtienen excelentes resultados,
con un magnifico acabado y mas
duración en la soldadura,
normalmente se utiliza una maquina
de extrusión o extrusora para realizar
estos trabajos.

Este tipo de maquinas tiene la
ventaja de que pueden almacenar
el plástico, realizar el transporte del
material, calentarlo y comprimirlo,
además de favorecer su
homogenización, la misma
extrusora puede definir la
temperatura, la presión, la
cantidad y por supuesto
extrusionar el material.

Existen en el mercado muy
diversos tipos de maquinas
extrusoras, desde las mas
pequeñas, que pueden pesar
alrededor de 3 Kgr, que son las
mas compactas, hasta maquinas
de grandes dimensiones, que se
utilizan para soldar material de
revestimiento para fabricar
grandes depósitos

Pero normalmente, las extrusoras
se suelen dividir en dos grandes
tipos:
•Extrusoras con aire incorporado
•Extrusoras con aire externo.
En este artículo nos vamos a
centrar en las máquinas con aire
incorporado, que son perfectas
para efectuar reparaciones en
geomembranas de
polietileno (PE) y
polipropileno (PP) y para la
soldadura por extrusión de
polietileno, polipropileno y

Por sus características técnicas
son la mejor opción para soldar
geomembrana en
la construcción de embalses,
aunque se puede emplear para
muchos otros usos,
como rellenos sanitarios, tinas
de lixiviación en
minas, estanques acuícolas,
azoteas verdes, canales,
estabilización de suelos, etc.

Gracias a su diseño
compacto, ligero y de fácil
manejo son perfectas para
usarse en superficies
medias, con o sin taludes. El
mango de agarre y el
bastón largo que tiene
varias posiciones
favorecen su uso,
permitiendo ser utilizadas
en una posición más
cómoda.

Funcionan con varilla de plástico
termo soldable de 3, 4 o 5
milímetros, tienen además un
gran número de toberas de
teflón que son intercambiables
y que posibilitan el trabajar en
diferentes ángulos, también el
espesor se puede elegir y puede
variar entre los 10 y los 35
milímetros.

Este tipo de maquinas se
comercializan con control electrónico
o no, según las necesidades del
cliente, en ambos casos se puede
seleccionar la temperatura de masa y
la del aire para trabajar en función del
tipo de material que elijamos, ya asea
PP, PE, PVDF, etc. Las extrusoras
incluyen un control digital con seguro
para impedir que las maquinas se
pongan en marcha si no han
alcanzado la temperatura necesaria y
de esa manera proteger el motor.

• Las de tipo electrónico además de
regulador digital de temperatura de
aire de precalentado independiente y
de regulador de temperatura de la
masa independiente, cuenta con un
gatillo para accionar el motor con
seguro automático. Con ellas también
se puede regular la velocidad de
extrusión
• El mantenimiento queda reducido a la
mínima expresión, puesto que el
motor del calentador no necesita
mantenimiento, únicamente algo de
limpieza en los filtros, rascado de las
toberas de teflón, y respetar los
tiempos de encendido y apagado.

Una extrusora pequeña y muy manejable
para la soldadura por extrusión de
termoplásticos. Su reducido peso (3Kg)
hace de ella una extrusora ideal para usar
con una sola mano y tener la otra
totalmente libre para sujetar las piezas a
soldar…
Preparada para soldar PP, PE, PVC-C, PVDF,
ABS y otros, es perfecta para todo tipo de
reparaciones, ideal para crear accesorios…
Máquina electrónica, solo seleccionando el
material, la máquina automáticamente
regula la temperatura del aire y de la masa,
para el material indicado.

Ensayo de geosintéticos
Ensayos mecánicos
• Tracción en tira angosta/ancha
• Tracción localizada
• Fluencia lenta
Ensayos tecnológicos varios

Ensayo de geosintéticos
Ensayos físicos
• Espesor
• Masa
• Permeabilidad
(paralelo/normal)

PRUEBAS DE HERMETICIDAD
Canal de aire o Comprobación por
aire:
Este tipo de comprobación consiste
en introducir aire a presión por el
canal que queda entre las dos
soldaduras, y verificar que no haya
ninguna pérdida de presión, esto
nos lo marcará el manómetro del
accesorio de comprobación.

ASTM D7177 – Prueba de
canal de aire Soldaduras
térmicas de geomembrana
de PVC
Años de investigación y desarrollo han dado como resultado un NUEVO método
de prueba para geomembranas de PVC. En junio de 2005, ASTM adoptó una
nueva Especificación de prueba de canales de aire. ASTM D 7177-
05 Especificación estándar para la evaluación del canal de aire de las
geomembranas con costura de doble vía de cloruro de polivinilo (PVC).

EPI (Environmental Protection, Inc.)
(protección ambiental Inc.) comenzó a soldar
PVC con cuña caliente en 1990 y Soldar
térmico de doble vía de uniones de campo de
PVC en 1992. Después de años de
experimentación, pruebas de campo,
modificaciones y mejoras de equipos, y
numerosas consultas con los fabricantes de
equipos, EPI hizo un cambio total a los
soldadores de aire caliente para soldar
PVC. Recibimos una ayuda considerable de
Bruno Zurmuhle de Leister y JB Budny
de Heely-Brown Company . Desarrollar los
procedimientos para usar soldadores de aire
caliente en materiales de PVC más delgados y
flexibles fue una tarea desafiante.

Pero los problemas fueron superados y los
técnicos comenzaron a desarrollar las
habilidades para soldar profesionalmente la
geomembrana de PVC en cualquier espesor
en casi cualquier condición climática.
Lo que se desarrolló a partir de estas
sesiones de resolución de problemas y de la
gran cantidad de datos de prueba
desarrollados fue la creencia absoluta de que
la prueba del canal de aire podría usarse para
verificar la resistencia física de una soldadura
de PVC.

En 2001, TRI Environmental acordó realizar algunas
pruebas e investigaciones sobre uniones soldadas
térmicamente de PVC. A Rick Thomas también le
intrigó que las juntas de PVC pudieran probarse para
determinar la resistencia al pelado mediante una
prueba de canal de aire. En 2002, se inició una
investigación de prueba de rotura en el TRI sobre
uniones de PVC soldadas con aire caliente y cuñas
calientes en PVC de 30 y 40 mil. El resultado de esta
prueba y otras investigaciones fue un gráfico de
presión versus temperatura de la hoja para las
geomembranas de PVC de prueba del canal de aire
que verifica un mínimo de 15 lb / pulg de resistencia
al pelado para la longitud total de la sección de
prueba.

En 2002, Mark Wolschon,
Gerente de Control de Calidad
de EPI, presentó a ASTM la idea
de una prueba de canal de aire
estándar para PVC. El Comité
D35 de ASTM estableció un
Grupo de Trabajo de ASTM para
desarrollar una nueva norma.

Después de más de dos años de
extensas discusiones, ASTM
D7177 adoptó en 2005 la
Especificación estándar para la
evaluación del canal de aire de
las geomembranas con costura
de doble vía de cloruro de polivinilo
(PVC). Este método de prueba no se
aplica a las soldaduras de HDPE
debido a la naturaleza rígida de ese
material.

En pocas palabras, las soldaduras
térmicas mal hechas se despegan
cuando se someten a pruebas de canales
de aire de acuerdo con ASTM
D7177. Esta prueba enfatiza toda la
longitud de la costura, por lo que
cualquier área débil, sin importar cuán
pequeña sea, se ubicará
inmediatamente. Cualquier costura
defectuosa debe reemplazarse. También
ha experimentado soldaduras en las que
se eliminan muestras destructivas
pasajeras, sin pasar una prueba de canal
de aire en otra área de la misma
costura. Cualquier costura que falle debe
volver a soldarse para asegurar que el
cliente reciba el mejor producto posible.

La tabla anterior enumera la presión de aire requerida para verificar la resistencia al desprendimiento de la costura
de 15 lb / pulg. Para soldaduras de riel doble de PVC a varias temperaturas de hoja, según ASTM D7177.

PRUEBAS DE HERMETICIDAD VACIO
La presión se controla para asegurar la integridad
de la soldadura en toda la costura. En la práctica,
una costura pasante mantendrá la presión
inmediatamente, mientras que una costura
deficiente continuará perdiendo presión a medida
que la soldadura se vaya despegando
gradualmente. La presión mínima se determina
de acuerdo con el gráfico y el cuadro que se
muestran a continuación.
La prueba del canal de aire en una soldadura de
doble vía es un método de prueba no destructivo
mejorado para uniones de campo. Las pruebas
del canal de aire encontrarán fallas y áreas
débiles que de otro modo no serían detectadas
por una lanza de aire.

Existe la posibilidad en cada «T» de tener un
orificio muy pequeño en la unión de las tres
capas de material. Esta es otra razón clave
por la que la prueba del canal de aire de cada
costura es fundamental para la integridad del
sistema de revestimiento, para encontrar y
eliminar estos orificios. Los técnicos de
soldadura tienen especial cuidado al
configurar el soldador para asegurarse de
que este tipo de superposición esté
completamente sellado, por lo que la prueba
del canal de aire se puede usar para verificar
la resistencia y la continuidad de estas
uniones también.

Las costuras de fábrica de EPI no tienen bordes
sueltos, por lo que el proceso de soldadura de
costuras en T es relativamente fácil. Disminuir
la velocidad de desplazamiento de la máquina
de soldar permitirá que el material de PVC
fundido fluya junto a la unión de las tres capas
de material, proporcionando el sellado y la
resistencia de soldadura necesarios. Para los
fabricantes que dejan un borde suelto en las
uniones de fábrica, entonces cada borde suelto
deberá recortarse, de manera similar al proceso
utilizado en las soldaduras de campo que se
cruzan con otras uniones.

Comprobación mediante Aire a Presión
El equipamiento utilizado será:
Una bomba de aire (manual o mecánica)
capaz de generar y mantener una presión de
entre 170 Kpa y 210 Kpa.
Un racor de goma con sus
correspondientes accesorios y conectores.
Una aguja inyectora u otro dispositivo de
alimentación con un manómetro capaz de
leer y mantener una presión de entre 170
Kpa y 300 Kpa.

El procedimiento de comprobación
será el siguiente:
Sellar los dos extremos del canal de
la soldadura que se vaya a comprobar.
Insertar la aguja en el canal no
soldado.
Inflar el canal hasta una presión de,
aproximadamente 210 Kpa y mantener
la presión en el rango indicado en la
tabla adjunta.
Cerrar la válvula, observar y registrar la
presión inicial a los 2 minutos
aproximadamente.

982 PSI A kpa = 32.24 kpa
Unidades de presión: 210 kpa ------ 2.1 Bar
1Kpa ------ X
210 Kpa (Kilopascal) es igual a 2.1 Bar 1kpa= 0.01 Bar
1 Bar es igual a 100 Kpa 240 kpa X 0.01Bar = 2.40 Bar
205 kpa X 0.01 Bar = 2.05 Bar
1Kpa es igual a 1000 Pa (Pascal)
210 Kpa es igual a 2.141 kgf/cm2 (kilogramo por centímetro cuadrado)
Kpa a psi (libras por pulgada cuadrada) = 30.46
240 x 30.46= 7460.40 PSI 205 x 30.46= 244.30 PSI

MATERIAL (mm) PRESIÓN MÍNIMA (kPa) PRESIÓN MÁXIMA (kPa)
1.0 165 205
1.5 185 240
2.0 205 240
2.5 205 240
CUADRO DE PRESIONES INICIALES

PRUEBA DE CAJA DE VACÍO
Este tipo de evaluaciones sirven para
detectar los orificios diminutos de
las soldaduras en las geomembranas.
... Si en cualquier punto de la unión se
percibe la aparición de burbujas de aire,
entonces se verifica que existen agujeros
en la soldadura.

Prueba de Vacío (Vacuum box) De acuerdo a la especificación técnica del
proyecto, Ensayo de Vacío, serán conforme a los estándares de la industria, para
este caso vamos a aplicar la Norma ASTM D 5641, siguiendo los pasos que se
indican a continuación:
Se deberá hacer la prueba de vacío de 01 prueba de vacío por cada 30m de
longitud de costura.

Se suministrará energía a la bomba de vacío para
aplicar una presión de vacío de aproximadamente
35 kPa (5 psi).
Se humedecerá con una solución jabonosa la
zona de la costura, cubriendo un área mayor a la
superficie de la caja de vacío.
Se colocará la caja sobre el área humedecida y
se procederá a la compresión.
Se cerrará la válvula de salida y se abrirá la
válvula de presión.
Se verificará que se forme un sello a prueba de
filtraciones.
Por un período adecuado (mínimo 30 segundos),
se examinará la geomembrana a través de la
ventana de observación en busca de burbujas de
jabón.

Todas las áreas en que se observen
burbujas de jabón serán marcadas,
reparadas y nuevamente sometidas a
ensayo.
Las áreas ensayadas, con su
correspondiente identificación, fecha y
nombre de la persona que realizó el ensayo,
serán indicadas con un marcador con tinta
indeleble en la geomembrana en cada
reparación o costura.
La información será incluida en los planos
o informe “asbuilt”.

Entre los ensayos destructivos para el
control de calidad de
las geomembranas se pueden distinguir
las modalidades siguientes:
•Ensayo destructivo por desgarro. ...
•Ensayo destructivo por corte. ...
•Campana de vacío. ...
•Prueba con chispómetro. ...
•Ensayo de comprobación por aire.

Ensayos destructivos de hermeticidad A
diferencia de los ensayos no destructivos,
que tienen como objetivo determinar la
estanqueidad de todas las uniones del
revestimiento, los ensayos destructivos
sirven para evaluar estadísticamente la
calidad de las soldaduras. Los ensayos son
ejecutados sobre probetas de 2,54 cm de
ancho y aproximadamente 12 cm de
longitud, asidas por tenazas en los dos
extremos que correspondan, según el
ensayo. Tanto para las uniones ejecutadas
por cuña o por extrusión, los ensayos son
de dos tipos

Corte (ASTM D 4437-84) Consiste en
someter la unión entre las láminas de la
probeta de ensayo a un esfuerzo de corte
directo ejecutado a una velocidad
determinada (5 cm/min en láminas de
HDPE o 50 cm/min en geomembranas muy
flexibles). Para esto, se fijan los extremos
simétricos (respecto al eje de soldadura) a
las respectivas tenazas del tensiómetro y
se procede con el ensayo. Una vez
finalizado el ensayo se registra la máxima
resistencia de la probeta y se indica si la
falla se produjo fuera de la soldadura.

Desgarre (ASTM D 4437-84) El procedimiento
es semejante en metodología y condición de
aprobación al ensayo de corte. Su diferencia
radica en que para someter a desgarre la
soldadura, los extremos de la probeta, asidos
por las tenazas, corresponden a las láminas
ubicadas a un mismo extremo de la soldadura.
La aprobación de la probeta requiere que la
eficiencia al desgarre igual o exceda las
especificaciones de construcción
(normalmente superior a un 50%). Este ensayo
es ejecutado para ambos extremos de la
probeta en el caso que la unión esté provista
de canal de aire.

Prueba de Tracción: Equipo de
terreno para realizar ensayos
destructivos de tracción y
cizalla a probetas obtenidas
de geomembranas (HDPE o
PVC) entre 0,4 hasta 7 mm de
espesor y geotextiles. Su
aplicación más usual es para
comprobar la calidad de
soldaduras hechas por
termofusión con cuña o
extrusora de aporte.

La instalación de geomembranas
generalmente se suele llevar a
cabo en proyectos de gran
envergadura. Por lo tanto, es de
vital importancia que las uniones
entre las capas se hayan realizado
de manera óptima. En esos casos,
es obligatorio hacer pruebas de
campo con los tensiómetros para
geomembranas.

Pruebas por corte
En este caso, se toman la muestra y se
debe asegurar una capa de cada extremo
en las abrazaderas de los tensiómetros
para geomembranas. Por ejemplo, se
toma la lámina superior en el lado
derecho, mientras en el izquierdo se
asegura la capa inferior.
Luego, se empiezan jalar los extremos de
la muestra en sentidos opuestos. La
soldadura se declara óptima si la
geomembrana se estira hasta en un 50%
más que su extensión natural o se
rompe. Lo que no es admisible es que se
separen las láminas.

Pruebas por desgarro
Estos ensayos se realizan con
muestras de las mismas
características que en las pruebas por
corte. La diferencia radica en que se
halan las láminas de un mismo
extremo. La tensión que se ejerce
sobre este material se debe
mantener hasta que se rompa o
despegue. En estos casos solo el
primer escenario es admisible, sino
se considera que la unión es
defectuosa.

PRUEBAS O ENSAYOS DE CONTROL
FINAL CALIDAD

Pruebas de control de calidad
Ensayos No Destructivos El propósito de los
ensayos no destructivos es comprobar el Sello
hidráulico de la unión soldada por extrusión o
termofusión.
En caso de soldaduras por extrusión, el
Ensayo No Destructivo correspondiente es la
Prueba de vacío (Vaccum Test) y en casos
excepcionales de trabajos de detalle o de
difícil accesibilidad, la prueba será realizada
mediante chispa eléctrica (Spark Test).

Pruebas de control de calidad
(continuación)
En caso de soldaduras por Termofusión
(Cuña Caliente), el Ensayo No Destructivo
correspondiente es la prueba de aire (air
test) que se ejecuta sobre el canal de
prueba existente en la soldadura.
En casos excepcionales se usa la prueba
de vacío (Vaccum test), para identificar
fallas, mas no para reemplazar la prueba
de aire.

Ensayos para soldadura por extrusión.
Prueba de vacío (Vaccum Test, ASTM
D5641) La prueba de vacío se ejecuta
comúnmente sobre las soldaduras de
extrusión, cordones y beads. El equipo
consta de una caja de material
apropiado con la cara superior
trasparente, medidor de vacíos,
bomba de succión y solución
jabonosa.

Antes de realizar el ensayo se debe limpiar la
superficie pues esta debe estar exenta de polvo y
libre de restos de geomembrana u otro material que
pudiera alterar el ensayo, luego aplicar solución de
agua y jabón líquido a través de una escobilla,
colocar la caja de vacío y aplicar una determinada
fuerza sobre la caja e inmediatamente se acciona la
bomba de vacío para generar un sello entre la
espuma de la caja con el revestimiento de tal manera
que succione con un presión en negativo de 5 psi
durante un lapso de 15 segundos, en caso de existir
fugas, serán detectadas a través de burbujas sobre la
lámina estas serán marcadas y reparadas y se
volverá a hacer su reprueba hasta no encontrar
burbujas.

Prueba de chispa eléctrica (Spark Test, ASTM
6365) La prueba de Chispa eléctrica o Spark Test,
se ejecuta comúnmente sobre las soldaduras de
extrusión que lleven alambre de cobre desnudo y se
trata de un ensayo alternativo a la prueba de vacío.
Básicamente, este ensayo está orientado a ser
efectuado en lugares de difícil accesibilidad o parte
de caja de vacío o donde ella definitivamente no se
pueda ocupar. No obstante lo anterior, su gran
campo está en determinados materiales
geosintéticos donde, por sus características, el
ensayo de vacío no es aplicable. Referido
principalmente a geomembranas gruesas (de 3 mm
hacia arriba).

El equipo consta de una fuente de 35 KV y
escobilla metálica. Una vez colocado el alambre
de cobre entre la unión de las dos láminas de
geomembrana la cual fue soldada por extrusión,
se aplica una diferencia de potencial entre 20 a
35 KV sobre dicho cordón. En caso de que la
soldadura se encuentre defectuosa (existencia
de poros profundos, mala adherencia, sectores
delgados), se producirá un cortocircuito entre la
punta del equipo (escobilla sólida) y el alambre
de cobre, generando una chispa eléctrica que
será visible al inspector. Adicionalmente, y
producto del corto circuito, se oirá un ruido
(chasquido). Este defecto deberá ser marcado
para su reparación y se reprueba.

Ensayos para soldadura por fusión
Prueba de presión de aire (Air Test
ASTM D5820): La prueba de presión
de aire es ejecutada sobre juntas
soldadas por fusión. Para ello, la
soldadura por cuña caliente dejara un
canal de aire en donde se aplicara la
prueba. El equipo consta de un
bombín manual con capacidad de 50
psi, set de prueba de aire (aguja
hueca, manómetro por encima de 35
psi y accesorios), pistola de aire
caliente.

Procedimiento:
Se sella ambos extremos el canal de aire de la junta
a ser probada a través de una pistola de aire
caliente, luego se inserta la aguja dentro del canal
por uno de los extremos de la junta, se procede a
inyectar aire a presión a través del bombín hasta
alcanzar una presión de 35 psi., se deja un lapso de
2 min., para su estabilización, terminado el tiempo
se toma una lectura inicial de presión y se espera un
lapso de 5 min., y se toma una lectura final de
presión, cuya diferencia de presiones debe ser igual
o menor a 3 psi. Continúa……..

Transcurrido el tiempo y no habiéndose
observado fuga de aire se verifica si la
prueba de aire ha considerado la
totalidad del cordón. Para ello se
deberá cortar la unión en el extremo
opuesto al que se encuentra la aguja y
verificar si el aire utilizado sale en su
totalidad luego de hacer el corte en la
unión y el manómetro debe bajar a
cero. Si el aire no sale, es señal que el
canal de aire se encuentra bloqueado
en alguna parte de la unión por lo que
deberá ser localizada, reparada y la
prueba deberá rehacerse.

Ensayos Destructivos
Destructivos de Fusión y Extrusión (ASTM D6392) A
diferencia de los Ensayos No destructivos, estos
ensayos permiten determinar las características
mecánicas de las uniones soldadas. El ensayo de
muestra destructiva deberá comprender ensayos de
resistencia al desgarre y al corte según la Norma
ASTM D 6392. El Ingeniero deberá observar la
obtención de todas las muestras destructivas. La
frecuencia con que se deberán tomar los ensayos
destructivos es cada 150 m lineales tanto para
soldadura por fusión como soldadura por extrusión.
El ensayo destructivo consiste en tomar una muestra
de la unión de soldadura efectuada en terreno de
300 mm de ancho y 1000 mm de largo con la unión
en el centro.

Para la ejecución de las Pruebas destructivas se
cortarán trozos de geomembrana sobre la unión de 2
paneles ejecutada en terreno, estos trozos tendrán un
largo y ancho mínimo de 1000 mm., y 300 mm. La
muestra deberá ser cortada en 3 pedazos (2 pedazos de
300 y 1 de 400 mm). El instalador ensaya con el pedazo
de 400 mm en tanto que corresponde al cliente un
pedazo de 300 mm. El pedazo restante se entrega al
asesor de Control de Calidad que indique el cliente. Del
pedazo de 400 mm, se deben cortar 10 probetas de 1
Pulgada, de ancho y 6 Pulgadas, de largo, 5 de las
cuales serán ensayadas al desgarre (Peel), y 5 al
ensayo de Corte (Shear). Las probetas extraídas serán
ensayados a través de un tensiómetro que cumpla con lo
siguiente: velocidad de prueba 2 Pulg/min., en HDPE y
20 Pulg/min., en LLDPE.
CUPONERA PARA
GEOMEMBRANA

El criterio de aceptación de la prueba será:
Ensayo de Tensión al Corte (Shear)
Inspección visual (porosidad, adherencia,
amoladura, limpieza, etc.).
Las 5 probetas cumplen con la resistencia
mínima requerida según la especificación del
proyecto y esta será dado por las
especificaciones técnicas para geosintéticos,
por el fabricante o de acuerdo a lo que indique
el cliente.
La resistencia mínima requerida se calcula
en base al 90 % de la resistencia del material
base.

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