Dos problemas que han creado desafíos para los ingenieros civiles son el aumento de los costos de los materiales y la disminución de las fuentes de agregados y otros componentes utilizados en la construcción de infraestructura. Una innovación que se ha mostrado muy prometedora para aliviar estos dos problemas es el campo de la geosintéticoso polímeros hechos por el hombre que se pueden producir de manera más económica, son más fáciles de transportar y también se pueden utilizar para crear proyectos ambientalmente más sostenibles.
Esencialmente, un geosintético es una capa de material plástico polimérico que funciona junto con una característica geotécnica existente, como roca, arena o suelo. Las aplicaciones comunes incluyen el uso como capa de refuerzo, un método para controlar la erosión, actuar como barrera de drenaje o separar un líquido de una característica geológica porosa, o en cualquier lugar donde se requiera una capa de contención o protección.
En términos de ingeniería civil, esto significa que a menudo son una buena alternativa o tecnología complementaria para su uso en cimientos, carreteras y pavimentos, la colocación de canales o vertederos, así como para otras innumerables aplicaciones de infraestructura. Algunas de las mayores ventajas del uso de geosintéticos es que brindan un alto rendimiento a un costo reducido, así como el hecho de que generalmente se pueden instalar rápidamente y sin necesidad de capacitación avanzada.
geotextiles
Funciones principales: separación, filtración o drenaje.
En la antigua Roma, las telas se usaban a menudo como un método para reforzar las primeras carreteras, pero al ser fibras naturales, estaban sujetas a biodegradación con el tiempo. Los geotextiles eliminan este problema ya que las fibras con las que están tejidos son sintéticas y, por lo tanto, mucho más duraderas.
geomembranas
Funciones principales: contención de vertederos, canales, acuicultura.
A diferencia de los geotextiles porosos, las geomembranas actúan como una barrera total de líquido (ya veces de vapor) y, por lo tanto, se utilizan principalmente para la contención. Originalmente se usaron para el revestimiento de vertederos de desechos sólidos, evitando que los contaminantes transmitidos por el agua potencialmente dañinos ingresen a la capa freática o se filtren en el suelo subyacente. Hoy su uso se está expandiendo a otros campos, como la agricultura y la acuicultura, manteniendo los recursos hídricos donde más se necesitan.
geomallas
Función principal: estabilización y refuerzo de suelos.
Como sugiere el nombre, las geomallas se construyen en una configuración de matriz regular abierta en lugar de una capa impermeable como las geomembranas o en una configuración porosa tejida como los geotextiles. Su aplicación principal es para la estabilización de suelos, y se pueden usar hasta tres capas dependiendo del soporte requerido.
geoceldas
Funciones principales: estabilización de suelos, refuerzo de carreteras y vías férreas, retención de suelos y taludes.
Las geoceldas toman el concepto de una capa geosintética en tres dimensiones, creando lo que se llama un sistema de confinamiento celular.Construidas a partir de estructuras celulares en forma de panal soldadas entre sí por ultrasonidos, se entregan al sitio de construcción plegadas, abiertas y luego rellenas con un agregados o suelos granulares disponibles localmente. El resultado es una entidad compuesta donde la geometría 3D y las paredes de las celdas interactúan con el suelo, creando una especie de colchón semirrígido. Debido a que las paredes de las celdas (generalmente perforadas para el drenaje) reducen el movimiento lateral de las partículas del suelo, las cargas verticales (de los vehículos, por ejemplo) se distribuyen en un área más amplia.
Una de las mayores ventajas de su uso es que se pueden usar materiales locales para el relleno, incluso donde se encuentran suelos o arena de mala calidad, lo que reduce la necesidad de agregados de calidad que deben transportarse largas distancias. Las geoceldas se utilizan en diversas aplicaciones, como carreteras y vías férreas, protección de taludes y canales, vertederos y embalses y muros de contención.
Cuando cualquiera de los geosintéticos anteriores se utilizan juntos en una unidad fabricada, el resultado es un geocompuesto. Son extremadamente útiles cuando la capa de soporte o contención requerida debe proporcionar más de una función y, por lo tanto, es un sector de la industria en rápido crecimiento.
Ventajas de los geosintéticos frente a las técnicas tradicionales de construcción
A medida que los impactos del cambio climático y el crecimiento de la población continúan desafiando a los ingenieros y contratistas a encontrar formas más sostenibles de proporcionar infraestructura, y cada vez más baratas, nunca ha habido una mayor necesidad de técnicas de construcción más eficientes que requieran menos recursos. Los geosintéticos son una de esas soluciones, y por múltiples razones.
Debido a que reducen la necesidad de materiales costosos y no renovables, como arena y grava extraídas, abaratan los proyectos. Al mismo tiempo, su naturaleza liviana significa que se requieren menos vehículos pesados y contaminantes para entregar materiales en el sitio. Agilizan la construcción y son relativamente fáciles de instalar. Mejoran la seguridad, la durabilidad y la longevidad de las estructuras que se utilizan para crear, además de disminuir la necesidad de mantenimiento futuro. Son un excelente ejemplo del tipo de innovación que puede beneficiar tanto a las personas como al planeta.
