En este artículo te compartiremos cómo el uso de los diferentes tipos de geosintéticos pueden ayudar a resolver los problemas detectados a través de estudios de mecánica de suelos. 

¿Qué es la mecánica de suelos?  

De acuerdo con Terzaghi, la mecánica de suelos es una disciplina que aplica principios de la mecánica y la hidráulica para resolver problemas relacionados con materiales no consolidados, como sedimentos o partículas minerales, mismos que pueden o no contener materia orgánica.   

Por su parte, el Ing. Reynaldo Sierra, especialista en Maccaferri de México, precisa que “la Mecánica de Suelos es la aplicación de las leyes de la Mecánica y la Hidráulica a los problemas de la ingeniería que tratan con sedimentos y otras acumulaciones no consolidadas de partículas sólidas. A su vez, producidas por la desintegración mecánica o descomposición química de las rocas (independientemente de que tengan o no contenido de materia orgánica)”. 

Dentro de su campo de acción, la mecánica de suelos aborda tres aspectos principales, según lo puntualizan Gonzalo Duque Escobar y Carlos Enrique Escobar Potes en su capítulo I de su libro Geomecánica:   

• El estudio teórico del comportamiento del suelo bajo cargas.  

• El análisis de las características físicas de los suelos.  

• La aplicación de tales conocimientos, tanto empírico como teórico, en casos prácticos de ingeniería civil.   

¿Para qué sirve la mecánica de suelos? 

Con base en lo anterior, los estudios de mecánica de suelos permiten evaluar la estabilidad volumétrica del terreno, especialmente cuando no se admiten grandes deformaciones. También permiten observar la respuesta de taludes y cimentaciones ante saturación hídrica, erosión, desecación o pérdida de resistencia.  

Estos factores influyen directamente en la durabilidad y seguridad de las obras carreteras. En entornos con tráfico vehicular, los estudios de mecánica de suelos y las soluciones derivadas de estos contribuyen a la mitigación de riesgos por derrumbes, o bien, ayudan a prevenir la aparición de fisuras en los pavimentos.  

Mecánica de suelos: ¿cuáles de estas problemáticas pueden resolver los geosintéticos? 

Mediante investigación, en Maccaferri hemos desarrollado una amplia gama de geosintéticos que complementan y fortalecen nuestras soluciones para obras hidráulicas, mitigación de riesgos por caídos de rocas o deslaves, así como para infraestructura de transportes.  

Los geosintéticos son materiales fabricados a base de polímeros cuyas funciones están enfocadas en el mejoramiento de los suelos. De acuerdo con la norma ASTM D4439, los geosintéticos son productos planos, fabricado a partir de material polimérico usado con suelo, roca, tierra u otro material relacionado con la ingeniería geotécnica como parte integral de un proyecto, estructura o sistema.  

Entre los valores mecánicos de los geosintéticos se encuentran, en términos generales, la resistencia a la tracción y la permeabilidad. Así que, estas soluciones pueden resolver las problemáticas derivadas de los estudios de mecánica de suelos. 

Geosintéticos para refuerzo de suelos 

Dentro de estas problemáticas se encuentran proyectos en los que es necesario estabilizar el suelo que se encuentra bajo cargas elevadas. O bien, en algunas construcciones, lo que se requiere es la verticalización de terraplenes mediante muros de contención o la estabilización de terraplenes sobre suelos blandos.  

En ámbitos más urbanizados, la infraestructura de transporte (como los pavimentos aeroportuarios, las carreteras o las vías de trenes) exige incrementar la capacidad portante del suelo. Dentro de esta amplia gama de problemáticas, las geomallas pueden resultar excelentes aliadas porque ofrecen alta resistencia a la tracción con bajos niveles de deformación. Tal cualidad también permite lograr la estabilización de masas de suelos a gran altura.  

Geosintéticos para evitar saturación hídrica 

Drenaje 

La función drenante puede ser cubierta de forma excelente por geocompuestos. Estos tipos de geosintéticos integran un núcleo drenante que está unido térmicamente a uno o dos geotextiles. La función de estas soluciones es optimizar la gestión del agua. Ayudan, así, a captar y conducir el exceso de agua que llega por lluvias para brindar estabilidad a estructuras como carreteras, muros de contención o campos de fútbol.  

Impermeabilización 

Por otro lado, las geomembranas son ampliamente usadas para la impermeabilización. Estos geosintéticos destacan por su desempeño de alto nivel en obras ambientales tales como rellenos sanitarios, presas y pilas de lixiviados. Esto porque las geomembranas evitan el paso de fluidos gracias a su baja permeabilidad.  

Están compuestos por polietileno de alta densidad (PEAD o HDPE), termoplástico derivado del eteno. Por lo tanto, esta resina es inerte por poseer hidrógeno y carbón en su estructura química. Esto agrega al material una alta resistencia al impacto, incluso en bajas temperaturas, así como buena resistencia contra agentes químicos, contaminantes y ácidos. Todo ello sin comprometer sus propiedades funcionales. También existen de polivinilo cloruro (PVC) y polietileno de baja densidad (LLDPE). 

Geosintéticos para control de erosión 

Las geomantas son las soluciones idóneas para controlar los procesos erosivos en superficies del suelo, ya sean planas o inclinadas. Estos tipos de geosintéticos protegen contra efectos del viento, escurrimiento superficial o el efecto splash causado por la lluvia.  

Para la mitigación de riesgos en taludes, las geomantas que presentan un desempeño superior son las reforzadas con malla hexagonal de doble torsión. Además, son soluciones que propician el crecimiento de la vegetación, así que brinda protección continua al suelo mientras refuerzan las raíces para incrementar la resistencia contra la erosión.  

Geosintéticos para separación de capas de suelos 

Finalmente, en cuanto a las problemáticas asociadas con materiales no consolidados, los geotextiles cumplen cabalmente las funciones de separación, protección y filtración. La aplicación de estos geosintéticos es bastante amplia, pues resultan eficaces en obras geotécnicas, hidráulicas y ambientales.  

• Tal como lo referimos en los geocompuestos drenantes, los geotextiles son componentes esenciales en dichas soluciones. Un ejemplo adicional a ello, son los geotubos. Estas soluciones sirven para la desecación de lodos, o bien, para la protección costera mediante la deshidratación. Para lograr tal función, se valen de los geotextiles como elementos filtrantes.  

• Por sí solos, los geotextiles son soluciones que ejercen separación y filtración entre capas de diferentes granulometrías. En este sentido, son excelentes alternativas para mejorar el desempeño del balasto de vías de tren, ya que evitan la migración de finos entre el balasto y la subrasante.  

• En revestimientos de márgenes de ríos, los geotextiles acompañan a los gaviones tipo colchón con el fin reducir la velocidad residual del agua por debajo de estos módulos. Esto contribuye, entre otras cosas, a evitar la socavación del suelo.  

Mecánica de suelos y aplicación de geosintéticos: la combinación para incrementar la eficiencia de obras civiles 

La mecánica de suelos constituye una base esencial para comprender el comportamiento del terreno. Su estudio permite garantizar la seguridad y eficiencia de las obras civiles. A partir de los hallazgos que aporta esta disciplina, los geosintéticos se presentan como aliados estratégicos porque ofrecen soluciones específicas para reforzar, drenar, impermeabilizar o separar capas del suelo, según cada necesidad constructiva.  

La aplicación de los geosintéticos no solo permite mejorar el desempeño estructural de carreteras, taludes, presas o vías férreas, sino que también contribuye a la sostenibilidad y durabilidad de la infraestructura. Esto los convierte, potencialmente, en una herramienta clave para los proyectos de ingeniería civil moderna. 

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