En la mayoría de las aplicaciones, el geotextil cumple simultáneamente varias funciones, aunque siempre hay alguna de ellas que es la principal, siendo la base para el diseño de la obra y la selección del geotextil. Entre las funciones mecánicas destacan la de separación, la de refuerzo y la de protección. Entre las funciones hidráulicas están la de filtración y la de drenaje.
El exceso de humedad reduce la resistencia del suelo al esfuerzo cortante, resistencia que tiene más influencia que cualquier otro factor en la capacidad para soportar carga. Tradicionalmente se utilizaban materiales triturados calibrados que actuaban como filtro y abrían paso al exceso de agua, funciones que están en oposición. El uso de geotextiles ha permitido considerar por separado los problemas de filtración y drenaje.
La FILTRACIÓN se puede definir como la retención de partículas sujetas a fuerzas hidrodinámicas mientras permite el paso de fluidos. Los geotextiles pueden actuar como un filtro al retener las partículas de sólidos sometidos a fuerzas hidrodinámicas, permitiendo el paso de fluidos. Su estructura permite el libre paso de los finos o los retiene completamente, evitando los riesgos de colmatación del filtro.
El geotextil proporcionará:
Prestaciones mecánicas: impedir el lexiviado de finos (extracción de suelo) y, como consecuencia, el transporte de material fino al de granos gruesos
Hidráulicas: asegurar el caudal prácticamente sin presión a través del geotextil.
Para ello, las propiedades determinantes del geotextil son:
FUNCIONES |
PROPIEDADES |
CARACTERÍSTICAS DE LOS PARÁMETROS |
|---|---|---|
| Hidráulicas | Permeabilidad normal al plano | Permeabilidad |
| Permeabilidad | ||
| Mecánicas | Aceptable | Diámetro eficaz de poros |
En general, la interposición de un geotextil provoca el desarrollo de un filtro dentro del propio suelo que se protege. En el fenómeno de filtración en un suelo a través de un geotextil se produce inicialmente una migración de las partículas finas más próximas hacia el geotextil por efecto del flujo del agua, lo que provoca una disminución de la permeabilidad al colmatarse algunos poros. Por otra parte, la zona del suelo más próxima al geotextil pierde por ello sus partículas más finas, resultando un suelo más permeable que el original. De la misma forma, descrita anteriormente, en el suelo adyacente se produce un movimiento de las partículas más finas que hace menos permeable la zona más próxima al geotextil. Cuando el proceso se estabilizase, la actuación del geotextil habrá catalizado la formación de un filtro natural.
Pero cuando el poro del geotextil es demasiado grande para el suelo que se filtra, el proceso de estabilización del filtro no se produce y da lugar a una erosión interna. Ésta puede implicar sólo el arrastre de finos (con la consiguiente contaminación del otro material) e incluso llegar a colapsar el material.
Se podría definir DRENAJE como el proceso de transmisión de un fluido (líquido o gas) desde una localización a otra (captación y conducción de fluidos), es decir, la evacuación del fluido por el interior del geotextil. Los geotextiles también actúan como drenaje permitiendo el movimiento de fluidos en su plano, movimiento facilitado por una pendiente de salida.
El geotextil proporcionará:
Prestaciones mecánicas: impedir el lexiviado de finos (extracción de suelo) y, como consecuencia, el transporte de material fino al de granos gruesos
Hidráulicas: asegurar el caudal prácticamente sin presión a través del geotextil.
Para ello, las propiedades determinantes del geotextil son:
FUNCIONES |
PROPIEDADES |
CARACTERÍSTICAS DE LOS PARÁMETROS |
|---|---|---|
| Hidráulicas | Permeabilidad en el plano del geotextil | Transmisibilidad |
| Aporte al agua lateral | Permitividad | |
| Permitividad | ||
| Mecánicas | Filtrado para impedir el lexiviado | Diametro eficaz de poros |
La función de SEPARACIÓN tiene por objeto el evitar de forma permanente el contacto entre dos superficies de diferentes propiedades físicas, impidiendo su mezcla y evitando que se contaminen, pero sin impedir el libre flujo de fluidos a través de la barrera creada
El geotextil proporcionará:
Prestaciones mecánicas:impedir el lexiviado de finos (extracción de suelo) y, como consecuencia, el transporte de material fino al de granos gruesos
Hidráulicas: limitar el lexiviado o arrastre de los finos.
Para ello, las propiedades determinantes del geotextil son:
FUNCIONES |
PROPIEDADES |
CARACTERÍSTICAS DE LOS PARÁMETROS |
|---|---|---|
| Mecánicas | Deformación | Curva de fuerza-alargamiento |
| Fluencia | Aumento de formación bajo tracción constante | |
| Forte suelo geotextil | Ángulo de rozamiento suelo+geotextil | |
| Hidráulicas | Permeabilidad en el Plano | Permitividad |
| Permeabilidad |
El papel que los geosintéticos pueden jugar en el refuerzo de suelos puede manifestarse de modos diferentes: suministrar una resistencia a la tracción, proporcionar una cohesión aparente añadida o introducir unas fuerzas estabilizadoras de las que carecen en circunstancias normales. Esto permite prolongar la expectativa de vida de cualquier carretera, aumentar la estabilidad de terraplenes y presas, construir sobre cualquier tipo de terreno, o construir carreteras temporales en suelos compresibles.
Los criterios de selección a considerar son la curva de deformación, las resistencias a tracción, desgarro y punzonamiento, así como la fluencia, fatiga y fricción contra el terreno. El refuerzo a corto plazo en taludes o terraplenes se suele resolver con “tejidos de polipropileno” (que además de reforzar, actuan como capa separadora), mientras que cuando se requieren refuerzos a largo plazo se acude a geomallas. Cuando un geotextil ha de cumplir una misión de refuerzo, el solape debe hacerse mediante cosido.
También se utiliza asociado a geomembranas, donde el geosintético, generalmente un geotextil tejido, va insertado en la lámina como armadura de refuerzo, aumentando así la calidad de las geomembranas al aumentar la resistencia a la tracción y la estabilidad dimensional. Como exigencias se pide que absorba las tracciones producidas por las dilataciones y contracciones del elemento impermeabilizante, que sea imputrescible y que presente resistencia química y a fluencia.
Como capa de PROTECCIÓN, los geotextiles también pueden actuar previniendo el deterioro de un sistema geotécnico y protegiéndolo de forma permanente. Así ocurre en los sistemas impermeabilizantes contra daños mecánicos de perforación y desgaste, donde el geotextil va asociado a la membrana.
Se le pide que absorba solicitaciones de reventón sobre grietas y juntas del soporte de la impermeabilización, que sea imputrescible, compatible con otros materiales sintéticos y con resistencia química. Los geotextiles que mejor se comportan son los no tejidos agujeteados, dado que su espesor les permite amoldarse a las irregularidades del terreno y amortiguar las cargas. Para protecciones ligeras se suelen utilizar “no tejidos unidos térmicamente” mientras que para protecciones medias o fuertes se usan “tejidos de polipropileno” o “tejidos de monofilamento”.
