Geotextiles: polímeros, técnicas de fabricación y clasificación

Un geotextiles un material textil plano, permeable, de apreciada deformabilidad, formado por fibras poliméricas termoplásticas, que se emplea para aplicaciones geotécnicas.
(UNE 40-523-88).

Aunque las fibras poliméricas también pueden ser de origen natural (animal como seda y lana, vegetal como algodón, yute, lino y esparto, o mineral como amianto, vidrio y metales), habitualmente se utilizan fibras sintéticas debido a la gran resistencia química y biológica de estos materiales así como a su durabilidad, propiedades necesarias por los efectos del suelo y del agua freática. Las fibras sintéticas pueden ser de origen celulósico (como acetato y rayón), pero las más empleadas son de origen petroquímico:

• Poliamidas, como la PA-66. Son hidrolizables (perdiendo hasta un 30 % de resistencia a la tracción cuando se hidrata) y presentan un buen comportamiento a la fluencia.
• Poliésteres. Son poco deformables, con un comportamiento aceptable a fluencia, autoextingibles e hidrolizables a pHs muy altos, degradables por contacto con tierras con álcali. El poliéster hidroliza en contacto con hormigón fresco.
• Poliolefinas, como el polietileno (de alta y de baja densidad) o polipropileno (sobre todo el isotáctico). Son fácilmente inflamables, presentando una gran deformación a la rotura y una gran fluencia. El polipropileno no es estable a la radiación de rayos UV.

La calidad final es función de la combinación de las diferentes propiedades. Las propiedades de las diversas materias primas no permite conocer totalmente las cualidades del geotextil ya que también influye el proceso de fabricación: aunque distintos formatos de geosintéticos provengan de idéntico polímero sintético, su comportamiento y capacidad estructural final puede variar de acuerdo a su configuración física de construcción.

Así, el utilizar un polímero u otro tiene influencia en las propiedades de durabilidad (estabilidad térmica, biológica, química y a la luz ultravioleta), en el peso específico y en ciertas propiedades mecánicas (la fluencia y la resistencia al corte). Mientras que la técnica de fabricación influye en las propiedades hidráulicas (permitividad, transmisividad, capacidad de filtración y resistencia a la colmatación), el coste, el espesor, la uniformidad, la isotropía y en ciertas propiedades mecánicas (la resistencia al desgarro, al punzonamiento, al reventón y a la abrasión, la fuerza de rotura, el alargamiento a la rotura y la relación tensión/deformación).

Los geotextiles se clasifican en dos grandes grupos: tejidos y no tejidos. Los geotextiles no tejidos son napas constituidas por filamentos o fibras, repartidos de forma regular o aleatoria.

• Los agujeteados  ó agujeteados con posterior termofusión tienen sus ligamentos unidos por procedimientos  mecánicos de agujeteado: un gran número de agujas provistas de espigas atraviesa la napa en un movimiento alterno rápido. Presentan excelentes espesores, gran resistencia a la perforación, buen módulo de elasticidad (20 % de elongación al 30 % de tracción), deformación multidireccional, óptima elongación a la rotura y excelentes propiedades hidráulicas. Serán de gran utilidad en aplicaciones que precisen grandes deformaciones en rotura (como soportes bajo escolleras) pero no van a ser útiles en soportes de elementos que precisen elevadas resistencias y entradas en carga a pequeñas deformaciones.
• Los calandrados (acción conjunta de presión y calor) como sistema de unión. Presentan mínimos espesores (mínima protección), un módulo de elasticidad demasiado rígido, poca deformación multidireccional, baja resistencia al desgarro y deficientes características hidráulicas (su permeabilidad y porosidad es menor que la de los agujeteados). Se emplean en campos donde se exija una deformación ínfima ya que se van a ver menos afectados por el confinamiento en el suelo.
• Los geotextiles no tejidos ligados químicamente utilizan resinas para la unión de sus filamentos entre sí.

Los geotextiles tejidos son napas formadas por dos o más conjuntos de hilos, fibras, filamentos, cintas u otros elementos entrecruzadas perpendicularmente entre sí, formando estructuras bidimensionales anisotrópicas donde se distinguen dos direcciones preferentes, la urdimbre (dirección de la fabricación) y la trama (dirección perpendicular a la de fabricación). Se obtienen mediante procedimientos textiles utilizando un taller mecánico, diferenciándose “de cinta”, “monofilamento”, “multifilamento” o “fibra cortada”. Las fibras que constituyen la red ortogonal no presenta adherencia ni soldadura química, y la rigidez y trabajo bidimensional viene controlado por el tensado y proceso de acoplado de las fibras.

Los geotextiles tricotados son geotextiles tejidos que se obtienen por el entrelazado de hilos de fibras, filamentos u otros elementos, resultando una estructura tridimensional.