PROPIEDADES DE LAS GEOMEMBRANAS DE HDPE

24/06/2009

Compatibilidad Química:

La principal ventaja de las geomembranas de HDPE es su mejor resistencia química a los hidrocarbonos y solventes (Vandervoort 1992). Sin embargo, esta data se generó utilizando el Método 9090 de EPA, que no considera la resistencia a los productos químicos bajo los esfuerzos que le serán impuestos al sistema de revestimiento. La naturaleza semi-cristalina del HDPE puede hacerlo más susceptible al esfuerzo por agrietamiento cuando se le realiza la prueba al esfuerzo en la presencia del lixiviado. Además, esta prueba fue conducida utilizando HDPE y no las geomembranas MDPE. Las geomembranas MDPE son menos resistentes a los productos químicos que las geomembranas de HDPE porque la resistencia a los productos químicos aumenta con la densidad de la resina.

Aun cuando es deseable la resistencia a los productos químicos del HDPE a los hidrocarbonos, esto da como resultado un cierto número de características menos deseables que incluyen el esfuerzo al agrietamiento, mala afinidad con el subsuelo, baja fricción en la interfaz, y mala elongación a la tracción axi-simétrica (Koerner 1998). Vandervoort (1992) mostró que la diferencia en las resistencias químicas entre el HDPE y el PVC puede ser significativa para hidrocarbonos y solventes clorinados, oxigenados y de petróleo crudo. Puesto que se ha encontrado que el lixiviado en los rellenos sanitarios de desechos sólidos municipales (MSW) es levemente neutral, con un pH de cerca de 7, y los principales constituyentes inorgánicos son el plomo y el cadmio (Oweis y Khera 1998), las geomembranas de PVC son muy apropiadas para rellenos sanitarios MSW (ver foto más abajo).

Las exitosas pruebas de ensaye 9090 practicadas a varias geomembranas de PVC apoyan esta conclusión y las geomembranas de PVC han sido utilizadas en revestimientos de rellenos sanitarios MSW desde 1980 aproximadamente. Debe tomarse en cuenta que las geomembranas de PVC pueden ser formuladas con el fin de proporcionar resistencia a productos químicos en medioambientes específicos, p.ej., PVC resistente-al-petróleo, lo que será el tema a tratar en un futuro Boletín Técnico de PGI. Resumiendo, las geomembranas de HDPE y PVC deben ser formuladas para resistir el medioambiente específico-del-lugar, pero parece ser que ambas geomembranas entregarán una adecuada resistencia a los productos químicos en los rellenos sanitarios MSW.

Resistencia al Agrietamiento:

El Polietileno está formado por la polimerización de compuestos que contienen una adhesión no saturada entre dos átomos de carbón. Esto da como resultado una alta cristalinidad que lo hace resistente a una amplia gama de productos químicos pero también aumenta su tendencia a la ruptura bajo esfuerzo. El esfuerzo a la rotura, que se ha visto frecuentemente en terreno, se refiere a la falla de la geomembrana bajo esfuerzo en forma quebradiza mostrando poquísima o casi ni una elongación adyacente a la superficie con falla (Hsuan 1998).

Los factores fundamentales que están dominando al esfuerzo por agrietamiento son las características del polímero, dentro de las cuales la cristalinidad y el peso molecular son los más importantes (Hsuan 1998). Por supuesto, el PVC es un termoplástico amorfo, y no un termoplástico cristalino, y por lo tanto no es susceptible al esfuerzo por agrietamiento. Sin embargo, puede ser susceptible a la migración del plastificante, lo que ha sido manejado por los manufacturadores que han desarrollado nuevos plastificantes primarios y estabilizadores para aumentar la retención del plastificante.

 Instalación y Arrugas:

Se ha reconocido a nivel mundial, que las soldaduras preparadas en terreno son potencialmente las más problemáticas. Los rollos de geomembranas de PVC se unen en la planta de fabricación para producir grandes paneles que reducen en forma considerable el número de uniones en terreno. En un área de revestimiento dada, el largo de las soldaduras en terreno requerida en un revestimiento de PVC puede ser de hasta un 80% menos que el que se requiere para una geomembrana similar de polietileno. Esto reduce los problemas potenciales asociados con las uniones en terreno y el costo y duración de la instalación en el terreno.

Las geomembranas de PVC y de polietileno pueden ser unidas usando equipos tanto de soldadura con cuña simple o con soldadura con cuña doble. Esto permite que se construyan uniones continuas y largas en un rango más amplio de condiciones medioambientales. Además, el uso de soldaduras con cuñas doble permite que la prueba del canal de aire se practique en pruebas de soldaduras no destructivas de ambas geomembranas, la de PVC y la de polietileno. Resumiendo, las mismas técnicas para conducir los programas de CQA y CQC pueden ser usadas para ambas geomembranas, la de PVC y la de polietileno debido a que ambos revestimientos pueden ser unidos utilizando una soldadura de cuña doble.

Las geomembranas de HDPE entregan menos afinidad con los materiales del subsuelo debido a su tirantez y a su coeficiente de expansión térmica relativamente alto. Esto puede provocar grandes arrugas u ondulaciones en el sistema de revestimiento (Koerner et al. 1997) lo que puede impedir que se cumplan las normas de integración que requieren de un contacto íntimo entre la geomembrana y el CCL o GCL subyacente. Además, estas ondulaciones pueden interrumpir el sistema de recolección y extracción del lixiviado al formar obstrucciones al flujo lo que resultará en que se estaría colocando menos de 1 pie de material de drenaje por encima de la ondulación. La presencia de estas ondas también pueden atrasar la construcción porque no se desea colocar la tierra o el material de drenaje geosintético sobre la geomembrana durante el período más caluroso del día.

Durante el período más caluroso del día, las ondas son las más grandes y pueden aumentar si se coloca o se esparce el material de drenaje. Es mejor esperar un momento más fresco del día de manera que las ondas del HDPE sean más chicas y así el equipo tenga menos posibilidades de encontrarse con una onda y dañar la geomembrana.

Giroud (1995) demostró que la cantidad de arrugas disminuye con el aumento en el esfuerzo de la interfaz entre las geomembranas y el subsuelo. Como resultado, Giroud (1995) concluye que las geomembranas flexibles, tales como el PVC, muestran arrugas más pequeñas que las geomembranas de HDPE lisas, debido al mayor esfuerzo en la interfaz. El PVC también tiene un menor coeficiente de expansión térmica y su alta elongación le permite un mejor rendimiento en terreno, especialmente en donde es una preocupación el asentamineto diferencial.

Resistencia en la Superficie de Contacto:

Varias fallas en taludes, p.ej., Boschuk (1991) y Seed et al. (1990), han mostrado la importancia de las resistencias en las superficies de contacto suelo/geomembrana y geosintético/geomembrana en la estabilidad de los taludes revestidos con geomembrana. Una gran cantidad de literatura está disponible en relación a la resistencia de la geomembrana en sus superficies de contacto y está claro que las geomembranas más lisas y más duras, p.ej., HDPE, exhiben menores valores de fricción en la interfaz que las geomembranas más blandas y más ásperas, p.ej., PVC. En los años recientes, las geomembranas texturadas de HDPE han sido utilizadas con el fin de cumplir y en algunos casos, exceder, la resistencia en la interfaz desarrollada con la geomembrana lisa de PVC.

Fuente: "Aguamarket"

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