geosintet

1. INTRODUCCIÓN
En la actualidad, el empleo de geosintéticos, tiene mucha demanda en las principales
industrias como Minería y Construcción, esto debido a las bondadosas propiedades y
diversas aplicaciones que estos poseen.
Es por tanto imperioso conocer al detalle las propiedades y diversas aplicaciones de estos
materiales a las diferentes obras ingenieriles del país, la finalidad de este trabajo es dar a
conocer en forma breve, las múltiples aplicaciones del uso de estos materiales. Así como
también proporcionar información acerca de los tipos de geosintéticos y productos
relacionados, clasificaciones, definiciones y características.
HISTORIA:
La idea de agregar a los suelos materiales obtenidos de la naturaleza como bambú, raíces,
maderas, ramas, pieles, etc., para mejorar las propiedades de estos, siempre ha
acompañado la historia de la humanidad.
Entre los ejemplos existentes podemos citar las murallas de Ziggurat de Agar Quf
(Mesopotámia, 1400 A.C.) y las de China (200 A.C.), donde fueron empleadas mezclas de
suelos reforzados con raíces. Otro ejemplo interesante fue una aplicación de la lana de
llama mezclada con el suelo en las construcciones de calles en el Templo de La Luna, en
el Antiguo Perú.
En el Perú, así como en otros países, podemos encontrar aplicaciones de hojas y ramas
sobre suelos blandos para reforzar terraplenes.
Un marco inicial para el uso de los geosintéticos ha sido el uso de mantas de algodón como
refuerzo de pavimentos asfálticos en el Departamento de carreteras de Carolina del Sur
(U.S.A) en 1926. El uso de los geosintéticos se hizo más frecuente en la década de los ‘40
con la fabricación de los polímeros sintéticos, asociada al desarrollo de las técnicas de
producción de los geotextiles tejidos (década de los ‘50) y no tejidos (década de los ‘60).
A partir de ahí, las tecnologías y aplicaciones de los geosintéticos fueron creciendo día a
día, y se intensificó cada vez más su práctica en los mercados mundiales.
ETIMOLOGÍA:
El término GEOSINTÉTICO se compone de dos palabras:
GEO: Prefijo griego que significa tierra/suelo, palabra ampliamente relacionada con la
ingeniería y la geotecnia, que se refiere a los estudios sobre el comportamiento de los
suelos.

2. SINTÉTICO: Son los productos fabricados por procedimientos industriales o por síntesis
química.
POLÍMEROS:
La palabra polímeros también se origina en el griego “poli” que significa muchas y “meros”
significa partes. Así, un material polimérico consiste de varias partes unidas para formar un
entero. Cada parte o unidad es llamada un monómero.
Un monómero es la combinación molecular utilizada para producir un polímero. Los
monómeros y la repetición de sus unidades moleculares son diferentes, debido al proceso
de polimerización. La funcionalidad (número de locales donde una molécula monomérica
puede ligarse a otras moléculas monoméricas) determina el tipo y largo de la cadena
polimérica.
El peso molecular de un polímero es el grado de polimerización (número de veces que
ocurre la repetición de una unidad), multiplicado por el peso molecular de la unidad repetida.
El peso molecular promedio y la distribución estadística son muy importantes en el
comportamiento resultante del polímero; o sea, aumentando el peso molecular promedio se
obtiene:
- aumento de la resistencia textil;
- aumento en la elongación;
- aumento en la resistencia al impacto;
- aumento en la resistencia al agrietamiento;
- aumento en la resistencia al calor;
- reducción de la capacidad de escurrimiento;
- reducción en la procesabilidad.
Similarmente, estrechando la distribución molecular, se obtiene:
- aumento en la resistencia al impacto;
- reducción en el comportamiento al escurrimiento;
- reducción en la procesabilidad.
La mayoría de los polímeros empleados en la fabricación de los geosintéticos son aquellos
que presentan solamente un tipo de monómero y son conocidos como “homopolymers”. Sin
embargo hay otras variantes y, para expandir las propiedades estructurales de un polímero,
se puede fabricarlo a través de la repetición de dos unidades llamados de copolímeros
(copolymers) o tres unidades (terpolymers).
Las opciones son ilimitadas, lo que explica porque se fabrican aproximadamente 50.000
tipos de polímeros alrededor del mundo, de los que solamente algunos son empleados en
la fabricación de los geosintéticos:

3. - Polietileno (PE);
- Polipropileno (PP);
- Cloruro de Polivinilo (PVC);
- Poliéster (PET);
- Nylon (PA);
- Poliestireno (PS).
PROCESO DE FABRICACIÓN:
El proceso de fabricación tiene influencia básica en las propiedades de los polímeros y
consecuentemente en el geosintético producido a partir de él.
Podemos, como ejemplos, mencionar como efectos asociados al proceso de fabricación el
pre estiramiento y el porcentaje de cristalización del polímero que cambian las
características de resistencia a la tracción de las fibras o filamentos e influyen en el
comportamiento en fluencia (creep), y los aditivos que mejoran la durabilidad.
POLÍMEROS Y SU DEGRADACIÓN:
Entre los procesos de degradación que un determinado polímero puede sufrir, citaremos:
- La temperatura;
- La oxidación (las políolefinas como el PP y PE son las mas susceptibles);
- La hidrólisis (el PET es mas susceptible en pH elevados);
- Radios UV (el PP es mas susceptible);
- Los agentes químicos;
- Los agentes biológicos; etc.…
Los fenómenos de degradación son muy complejos e involucran una serie de factores que
deben ser acompañados de una correcta asesoría desde el proyecto hasta la aplicación de
los materiales.
FUNCIONES DE LOS GEOSINTÉTICOS:
Los geosintéticos incluyen una variedad de materiales de polímeros especialmente
fabricados para uso en aplicaciones de tipo geotécnico, geoambiental, hidráulico e de
ingeniería de trasporte. Es conveniente identificar la función primaria de un geosintético,
pudiendo ser de: separación, filtración, drenaje, refuerzo, contención de fluido/gas o control
de erosión. En algunos casos los geosintéticos pueden tener doble función.

4. Separación:
Los geosintéticos actúan para separar dos camadas de suelo que tienen diferentes
distribuciones de partículas. Por ejemplo, los geotextiles son usados para prevenir que
materiales de base penetren suelos blandos de estratos subyacentes, manteniendo la
espesura de diseño y la integridad de la vía. Separadores ayudan también en la prevención
del acarreamiento de granos finos en dirección de estratos granulares permeables.
Filtración:
Los geosintéticos actúan en forma similar a un filtro de arena permitiendo el movimiento de
agua a través del suelo y reteniendo las partículas traídas por el flujo. Por ejemplo, los
geotextiles son usados para prevenir la migración de agregados de los suelos o la formación
de canalículos cuando se tiene drenaje en el sistema. Los geotextiles son usados también
debajo de “rip-rap” y otros materiales en sistemas de protección para prevenir la erosión del
suelo como en terraplenes de ríos y costas.
Drenaje:
Los geosintéticos actúan como drenes para conducir el flujo a través de suelos menos
permeables. Por ejemplo, los geotextiles son usados para disipar las presiones de poro en
la base de terraplenes viarios. Para grandes flujos fueron desarrollados drenes de
geocompuestos. Estos materiales han sido usados como drenes de canto en pavimentos,

5. drenes de interceptación en taludes, y drenes de contrafuertes y muros de contención.
Drenes verticales prefabricados (PDV’s) han sido usados para acelerar la consolidación de
fundaciones con suelos blandos cohesivos debajo de terraplenes y rellenos previamente
cargados.
Refuerzo:
Los geosintéticos actúan como un elemento de refuerzo dentro de la masa de suelo o en
combinación con el propio suelo para producir un compuesto que mejore las propiedades
de resistencia y deformación. Por ejemplo, geotextiles y geomallas son usados para
adicionar resistencia a tracción a la masa de suelo y posibilitar paredes de suelo reforzado
verticales o casi verticales.
Los refuerzos permiten la construcción de terraplenes al borde de taludes con mayores
ángulos que los posibles con suelo no reforzado. Los geosintéticos (generalmente
geomallas) han sido usados para cubrir cavidades que se pueden generar debajo de
camadas granulares sometidas a carga (carreteras y vías de ferrocarril) o debajo de
sistemas de cubierta en rellenos sanitarios.

6. Contención de Fluido/Gas (barrera):
Los geosintéticos actúan como una barrera impermeable para fluidos y gases. Por ejemplo,
geomenbranas, películas finas de geotextil, revestimientos de arcilla geosintética (GCLs), y
geotextiles revestidos son usados como barreras que impiden el flujo de líquidos o gases.
Esta función es usada también en pavimentos, encapsulación de suelos expansivos y
contenedores de desperdicios.
Control de Erosión:
Los geosintéticos actúan para reducir la erosión del suelo causado por el impacto de lluvias
y escorrentía de aguas de superficie. Por ejemplo, mantas temporales de geosintéticos y
tapetes livianos permanentes de geosintéticos son colocados sobre los taludes evitando la
exposición del suelo. Barreras de geotextil son usados en la retención de partículas traídas
por la escorrentía superficial. Algunos tapetes de control de erosión son hechos usando
fibras de madera biodegradables.
Los geotextiles son usados también en otras aplicaciones. Por ejemplo, son usados en
pavimentos de asfalto reforzado y en estratos de amortiguación para prevenir punción en
geomenbranas (mediante la reducción de presión de los puntos de contacto) por piedras en
el suelo adyacente, desechos o agregado durante la instalación y servicio. Los geosintéticos
han sido usados como cubiertas en la superficie de rellenos sanitarias para prevenir la
dispersión de desechos sueltos debido al viento o a aves. Los geotextiles también han sido
usados en encofrados flexibles de concreto y en la composición de bolsas de arena.
Geotubos cilíndricos son manufacturados de dos camadas de geotextil que son llenados
con relleno hidráulico para crear terraplenes costeros o para desecación de lodo.

7. Clasificaciónde los Geosintéticos:
Fig.1.- clasificación de los geosintéticos.

8. En el diagrama de la figura 1, se presenta la clasificación de los geosintéticos. A la vista de
la clasificación general, hay dos grupos de geosintéticos: los permeables y los
impermeables, denominados “esencialmente impermeables”.
El primer grupo, los materiales permeables, lo componen los geotextiles y productos
relacionados con geotextiles, los cuales pueden cumplir una o varias de las siguientes
funciones: separación, filtración, drenaje, refuerzo y protección.
El grupo de los materiales impermeables está formado por los que, tradicionalmente, se han
llamado láminas impermeabilizantes o geomembranas y que también se denominan
“barreras geosintéticas”, las cuales cumplen la función de impermeabilización.
GEOTEXTILES (GT):
Producto textil, sintético, permeable, utilizado principalmente en aplicaciones de ingeniería
y geotecnia.
Los geotextiles se subdividen en dos grandes familias:
1. Geotextiles Tejidos.
2. Geotextiles no Tejidos.
GEOTEXTILES TEJIDOS (GTW):
Son estructuras planas y regulares producidas a través del entrelazamiento, generalmente
en ángulos rectos, de dos o más juegos de hilos en dos direcciones preferenciales, que
constituyen así los hilos de urdiembre (paralelos al sentido de producción) y los hilos de la
trama (perpendiculares a los hilos de urdidura).
Los geotextiles tejidos, en función de la sección de las fibras, pueden subdividirse en
Geotextiles Tejidos Monofilamento, Multifilamento y “Bandaleta“ (cintas achatadas).

9. Podemos encontrar otros dos tipos de geotextiles menos conocidos:
GEOTEXTIL CON MALLA TIPO CADENA O CON PUNTO DE MALLA, (GTK) (KNITTED):
Son producidos a través del enlazamiento en malla de uno o más juegos de hilos, que
pueden ser ligados por dos métodos “weft knitted” o “warp knitted”.
STITCH BONDED:
Formados por la costura de fibras junto a los hilos (yans).
DETALLE DE LA FABRICACION DEL GEOTEXTIL TEJIDO (GTW):
GEOTEXTILES NO TEJIDOS (GTN)
Son estructuras planas formadas por fibras ó filamentos, orientados aleatoriamente,
interligados por procesos mecánicos, térmicos o químicos.
Hilos de
urdume
Tejido
Hilos de trama
Lanzadera
Tejido
siendo
enrollado

10. Proceso Mecánico: Entrelazamiento de las fibras o filamentos por medio de agujas dentadas
(agujado), o inyección de agua.
Proceso Térmico: Ligazón de las fibras o filamentos a través de la fusión parcial por medio
de presión y temperatura (termo fijado), también conocido como proceso físico.
Proceso Químico: Ligazón de las fibras o filamentos a través de productos químicos
(resinas), que después pasan por secado y polimerización.

11. Los geosintéticos no tejidos también se diferencian en cuanto a la longitud de sus fibras,
pudiendo ser de fibras continuas ó cortas.
GEOTEXTILES NO TEJIDOS (GTN) FIBRAS CORTAS:
GEOTEXTILES NO TEJIDOS (GTN) FIBRAS CONTINUAS.

12. FUNCIONES ASOCIADAS A LOS GEOTEXTILES
Los geotextiles en el mundo son utilizados para:
o Recapado asfáltico en carreteras.
o Filtración
o Separación / Estabilización.
o Protección.
o Refuerzo.
o Control de erosión.
o Impermeabilización.
GEOMALLAS (GG):
Son estructuras planas formadas por una red rectangular (malla) de elementos conectados
integralmente, que pueden ser fijados por extrusión, adhesión o entrelazamiento, cuyas
aberturas son mayores que sus componentes. Se utilizan en aplicaciones de ingeniería y
geotecnia.
Las geomallas tienen como mecanismo fundamental de funcionamiento la fricción, pudiendo
contar, para algunos tipos de mallas, con el efecto confinante de las partículas del suelo que
se alojan en sus aberturas (interlocking).
Las geomallas pueden ser de los siguientes tipos:
GEOMALLAS EXTRUIDAS (GGE)
Son estructuras planas fabricadas de materiales poliméricos (generalmente polietileno de
alta densidad PAD) a través de un proceso de extrusión y un sucesivo estiramiento, que
puede ser en una sola dirección (unidireccional, uniaxial, monodireccional, caracterizadas
por una resistencia a la tracción en el sentido longitudinal entre 60 y 200 KN/m); o en las
dos direcciones principales (bidireccional, biaxial, biorientada, caracterizadas por una
resistencia menor, prácticamente igual en los dos sentidos en un rango de 20 a 30 KN/m).

13. Proceso de fabricación:
GEOMALLAS TEJIDAS (GGW)
Son estructuras planas en forma de red, fabricadas por el entrelazamiento (en ángulos
rectos) de fibras sintéticas con un elevado módulo elástico, generalmente recubiertas por
una camada protectora, también de material sintético (generalmente PVC o polietileno).

14. GEOMALLAS KNITTED (GGK)
Son estructuras planas en forma de red, fabricadas a través del entrelazamiento de fibras
sintéticas (con punto tipo cadena) que presentan elevado módulo elástico generalmente
recubiertas por una camada protectora, también de material sintético (generalmente PVC
o polietileno).
Caracterización de los Geotextiles:
Las propiedades de los geotextiles y productos relacionados con geotextiles se suelen
clasificar en características generales, físico-mecánicas, hidráulicas y de durabilidad. En
gran medida, estas propiedades son función de los polímeros empleados y del proceso de
fabricación.
Para su utilización en una aplicación concreta es necesario conocer y verificar sus
características, con objeto de asegurarse que podrán cumplir las funciones especificadas
en el proyecto durante su vida útil. El fabricante, o suministrador de los geotextiles y
productos relacionados, debe facilitar una información completa sobre sus características.
Características Generales:
Las características generales de los geotextiles se refieren a los datos que debe facilitar el
fabricante o suministrador del producto para su identificación: Datos del fabricante,
nombre, marca comercial y tipo de producto, fecha de fabricación, identificación de la
unidad, masa bruta nominal dimensiones de la unidad (en general, rollo), masa nominal
por unidad de superficie, tipo de polímero principal, y clasificación del producto.
Masa por Unidad de Superficie o Gramaje:

15. La masa por unidad de superficie vendrá expresada en gramos por metro cuadrado, y
permite un control simple y sencillo de identificación del producto. No debe, sin embargo,
considerarse parámetro de diseño ni único para su identificación, si bien, permite conocer
su uniformidad, considerando la desviación de los valores individuales respecto del valor
medio. Se determina mediante la norma UNE-EN ISO 9864.
Espesor:
Según el procedimiento de fabricación, los geotextiles o productos relacionados pueden
ser más o menos compresibles perpendicularmente a su plano, lo cual tienen una
influencia fundamental en sus características hidráulicas. Por esta razón, el espesor se
especifica para tres presiones diferentes, 2, 20 y 200 kN/m2.
Características Físico-Mecánicas:
Las características físico-mecánicas más relevantes de los geotextiles o productos
relacionados son: resistencia a tracción y alargamiento, resistencia al punzonamiento,
estático, resistencia a la perforación dinámica, eficacia de la protección.