Manual Técnico Geomembranas

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    23-Jun-2015

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<p>MANUAL TCNICO GEOMEMBRANAS</p> <p>Santa Rosa de Huara N29 Barrio Industrial IQUIQUE CHILE Telfono: (56-57) 429000 Fax (56-57)422823 E-mail: info@iqpolytex.cl www. polytex.cl</p> <p>INDICE CONTENIDO 1.Introduccin Tcnica del Plstico y el Polietileno.......................... Pg. 4 1.1 Propiedades Mecnicas de los polmeros........................... 1.1.1 Resistencia.............................................................. 1.1.2 Elongacin.............................................................. 1.1.3 Mdulo................................................................... 1.1.4 Dureza..................................................................... El Polietileno...................................................................... 1.2.1 Sntesis del Polietileno........................................... 1.2.2 Proceso de Alta Presin......................................... 1.2.3 Proceso de Baja Presin......................................... 1.2.4 Estructura Molecular del Polietileno....................... Pg. 4 Pg. 4 Pg. 5 Pg. 6 Pg. 7 Pg. 9 Pg. 10 Pg. 12 Pg. 12 Pg. 13</p> <p>1.2</p> <p>2.-</p> <p>Geomembrana................................................................................. Pg. 17 2.1 2.2 General................................................................................ Pg. 17 Especificaciones tcnicas de la Geomembrana................... Pg. 17 2.2.1 Material de Referencia y Mtodos de ensayos........ Pg. 17 2.2.2 Criterios de conformidad segn requerimientos del usuario................................................................ Pg. 18 2.2.3 Parmetros de Calidad.............................................. Pg. 19 Manipulacin de Rollos de Geomembrana y almacenaje.... Pg. 22 2.3.1 Infraestructura requerida.......................................... Pg. 22 2.3.2 Traslado de Rollo..................................................... Pg. 23 2.3.2.1 Alternativas toma de rollo............................ Pg. 23 Alternativa 1................................................. Pg. 23 Alternativa 2................................................. Pg. 25 2.3.3 Diseo de Lanza....................................................... Pg. 27 Instalacin y Unin Termosellante de la Geomembrana.... 2.4.1 Introduccin fsico qumica del proceso de termofusin del polietileno......................................... 2.4.1.1 Amorfismo y Cristalinidad............................. 2.4.1.2 Calor y Temperatura....................................... Pg. 28 Pg. 28 Pg. 28 Pg. 30</p> <p>2.3</p> <p>2.4</p> <p>2.5</p> <p>Operatividad en la Instalacin de la Geomembrana............ Pg. 33 2.5.1 Materiales de Geomembrana................................... Pg. 33 2.5.1.1 Caractersticas del material.......................... Pg. 33 2.5.1.2 Cordn de Extrusin (aporte) ....................... Pg. 34 2.5.1.3 Instalacin e Inspeccin de terreno.............. Pg. 34 2.5.2 Control de Calidad de las membranas...................... Pg. 35 2.5.2.1 Muestreo y seleccin.................................... Pg. 36 2</p> <p>Manual Tcnico Geomembranas POLYTEX</p> <p>2.5.2.2 Pruebas de terreno para costuras de unin... Pg. 37 a) Observacin Visual...................................... Pg. 37 b) Pruebas de continuidad................................ Pg. 37 2.5.2.3 Mtodos aceptables para el ensayes de costuras................................................... Pg. 38 I Mtodo por aire bajo presin ...................... Pg. 38 II Mtodo de la Caja al Vaco.......................... Pg. 40 III a Ensayos de resistencia Soldadura.............. Pg. 40 III b Ensayos de resistencia Costuras................ Pg. 41 FOTOS Foto 1 Foto 2 Foto 3 Foto 4 Foto 5 TABLAS Tabla Especificaciones para Resinas HDPE / LLDPE................................ Pg. 19 Tabla Parmetros de calidad Geomembrana HDPE.................................... Pg. 20 Tabla Parmetros de calidad Geomembrana LLDPE.................................. Pg. 21 Tabla Parmetros de calidad Geomembrana Texturada HDPE................... Pg. 21 Tabla Presin Inicial Mnima y Tasas de Fuga Mxima Permitida............. Pg. 39 Tabla Valores de Resistencia de Uniones HDPE con Mtodo de Calor..... Pg. 42 Tabla Valores de Resistencia de Uniones LLDPE con Mtodo de Calor... Pg. 43 FICHAS Ficha Control de Calidad............................................................................. Pg. 44 Ficha de Despacho....................................................................................... Pg. 45 Lanza para eslinga................................................................ Pg. 22 Lanza para interior de alma de rollo.................................... Pg. 23 Amarre de eslinga a lanza.................................................... Pg. 24 Transporte de rollo con eslinga............................................ Pg. 24 Disposicin de rollos al interior de transporte cerrado........ Pg. 26</p> <p>Versin 04: Mayo de 2004 Recopilado, Complementado y Editado por:Csar Gonzlez Rivera Ing. E. Qumico Ing. C. Industrial Gerente Operaciones POLYTEX cgonzalez@iqpolytex.cl 56-57-429000 Iquique - Chile</p> <p>Manual Tcnico Geomembranas POLYTEX</p> <p>3</p> <p>1.-</p> <p>Introduccin Tcnica del Plstico y el Polietileno</p> <p>Cuando los qumicos encontraron el procedimiento para unir pequeas molculas orgnicas y formar otras mas grandes y pesadas, comparable a las resinas vegetales, (caucho), se gest el mundo de las resinas sintticas que todos conocemos con el nombre genrico de Plsticos Les decimos Plsticos porque son flexibles, es decir, pueden ser manejados y moldeados con facilidad. Ahora, cuando se calientan y funden lo suficiente de tal manera que su moldeo y manejo se hace mas sencillo, los llamamos termoplsticos. Hay plsticos que son rgidos y otros que son blandos. Las teclas plsticas de su teclado por ejemplo son rgidas, sin embargo, el plstico que recubre los cables de la misma computadora es blando. Esto es porque todos los plsticos poseen una cierta temperatura por encima de la cual son blandos y flexibles y por debajo de la misma son rgidos y quebradizos. Esta se denomina temperatura de transicin vtrea, o Tg. La Tg es distinta para cada plstico. A temperatura ambiente, algunos plsticos se encuentran por debajo de sus Tg, por lo tanto son rgidos. Otros plsticos se encuentran por encima de sus Tg a temperatura ambiente y son flexibles y de consistencia blanda. 1.1 Propiedades mecnicas de los Polmeros</p> <p>Quizs han escuchado hablar de polmeros resistentes (o fuertes), duros y hasta dctiles Pero qu significan en realidad estas palabras? Cmo podemos determinar lo "resistente" que es un polmero? Qu diferencia existe entre un polmero "resistente" y un polmero "duro?. La resistencia, la dureza y la ductilidad son propiedades mecnicas. 1.1.1 Resistencia La resistencia es una propiedad mecnica que usted podra relacionar acertadamente, pero no sabra con exactitud qu es lo que queremos decir con la palabra "resistencia" cuando hablamos de polmeros. En primer lugar, existen varios tipos de resistencia. Est la resistencia tensil, o resistencia a la Tensin. Un polmero tiene resistencia tensil si soporta un estiramiento similar a ste:Figura 1 Tensin</p> <p>Ruptura</p> <p>La resistencia tensil es importante para un material que va a ser extendido o va a estar bajo tensin. Las fibras (polmeros cuyas cadenas estn extendidas en lnea recta (o casi recta) una al lado de la otra a lo largo de un mismo eje) necesitan tener buena resistencia tensil por su utilizacin. Luego est la resistencia a la compresin. Un polmero tendr resistencia a la compresin si soporta ser comprimido hasta un lmite tal, que se le considere resistente a la compresin.</p> <p>Manual Tcnico Geomembranas POLYTEX</p> <p>4</p> <p>Cualquier material que deba soportar un peso encima, debe poseer buena resistencia a la compresin a al aplastamiento. Tambin est la resistencia a la flexin. Un polmero tiene resistencia a la flexin si soporta un cambio en su forma longitudinal o curvamiento en la misma. Un polmero tiene resistencia a la torsin si es resistente cuando es puesto bajo torsin. Igualmente est la resistencia al impacto. Una muestra tiene resistencia al impacto si es fuerte cuando se la golpea agudamente de repente, como con un martillo. Entonces, Qu significa ser resistente? Existe una definicin bien precisa. Emplearemos la resistencia tensil para ilustrarlo. Para medir la resistencia tensil de una muestra polimrica, tomamos una muestra y tratamos de estirarla tal como se muestra en la figura 1. Gracias al aparato llamado Tensimetro, podemos conocer el comportamiento del material mientras dura el estiramiento, principalmente, va midiendo la fuerza (F) que se est ejerciendo. Cuando conocemos la fuerza que se est ejerciendo sobre la muestra y conocemos sus dimensiones, como el rea (A) de la muestra, podemos conocer la Resistencia a la Tensin, que es la fuerza aplicada sobre la muestra dividida por el rea de la misma, es decir, F/A. Tanto la Tensin como la resistencia Tensil se miden en unidades de fuerza por unidad de rea, generalmente N/cm2. La tensin y la resistencia tambin pueden ser medidas en megapascales (MPa) o gigapascales (GPa). Resulta sencilla la conversin entre diferentes unidades, ya que 1 MPa = 100 N/cm2, 1 GPa = 100.000 N/cm2, y obviamente, 1 GPa = 1.000 MPa. Tambin la tensin se puede expresar en N/mm o KN/m de acuerdo a GRI. Como se muestra en la figura 1, al seguir incrementando la fuerza, y obviamente la tensin, sobre ella, se llega a un punto en que se rompe, siendo entonces ese punto la tensin requerida para romper la muestra y sta representa la resistencia tensil del material. Asimismo, podemos imaginar ensayos similares para medir la resistencia a la compresin, a la flexin, al punzonamiento u otros. En todos los casos, la resistencia es la tensin necesaria para romper la muestra. 1.1.2 Elongacin Las propiedades mecnicas de un polmero no se remiten exclusivamente a conocer cun resistente es. La resistencia nos indica cunta tensin se necesita para romper algo. Pero no nos dice nada de lo que ocurre con la muestra mientras estamos tratando de romperla. Ah es donde corresponde estudiar el comportamiento de elongacin de la muestra polimrica. La elongacin es un tipo de deformacin y sta es simplemente el cambio en la forma que experimenta cualquier material bajo tensin. Cuando se somete un material a tensin, la muestra se deforma por estiramiento, volvindose ms larga. A esto se le llama elongacin. Por lo general, se habla de porcentaje de elongacin, que es el largo de la muestra despus del estiramiento (L), dividido por el largo original (L0), y multiplicado por 100. % ELONGACION = L Lo x 100</p> <p>Manual Tcnico Geomembranas POLYTEX</p> <p>5</p> <p>La elongacin final es crucial para todo tipo de material. Representa cunto puede ser estirada una muestra antes de que se rompa. 1.1.3 Mdulo Los elastmeros deben exhibir una alta elongacin elstica, sin embargo, otros tipos de materiales, como los plsticos por lo general no se estiran o deforman tan fcilmente. Si queremos conocer cunto un material resiste la deformacin, se tiene que medir algo llamado mdulo. Para medir el mdulo tensil, se hace lo mismo que para medir la resistencia y la elongacin final. Esta vez midiendo la resistencia que se est ejerciendo sobre el material, tal como se procedi con la Resistencia a la Tensin. Se incrementa lentamente la tensin y se mide la elongacin que experimenta la muestra en cada nivel de tensin, hasta que finalmente se rompe. Luego, graficamos la tensin versus elongacin, del modo siguiente:Tensin - Estiramiento Mdulo de Tensin Tensin Resistencia a la Tensin</p> <p>Elongacin</p> <p>Este grfico se denomina curva de Tensin-estiramiento. (Estiramiento es todo tipo de deformacin, incluyendo la elongacin. Elongacin es el trmino que usamos cuando hablamos especficamente de estiramiento tensil). La altura de la curva cuando el material se rompe, representa la resistencia a la tensin y la pendiente representa el mdulo tensil. Si la pendiente es pronunciada, la muestra tiene un alto mdulo tensil, lo cual significa que es resistente a la deformacin. Si es suave, la muestra posee bajo mdulo tensil y por lo tanto puede ser deformada con facilidad. Hay ocasiones en que la curva Tensin-estiramiento no es una recta, como se ve en la grfica anterior. Para algunos polmeros, especialmente plsticos flexibles, como el polietileno y el polipropileno, se obtienen curvas mas extraas, como sta:Mdulo inicial</p> <p>Tensin</p> <p>Elongacin</p> <p>Manual Tcnico Geomembranas POLYTEX</p> <p>6</p> <p>A medida que la tensin se incrementa, la pendiente, es decir el mdulo, no es constante, sino que va experimentando cambios con la tensin. En casos como ste, generalmente se toma como mdulo la pendiente inicial, como puede verse en la curva de la grfica. En general, las fibras (polmero cuyas cadenas estn extendidas en lnea recta (o casi recta) una al lado de la otra a lo largo de un mismo eje, estas fibras pueden ser hiladas y usadas como textiles) poseen los mdulos tensiles ms altos, y los elastmeros los ms bajos, mientras que los plsticos exhiben mdulos tensiles intermedios. El mdulo se mide calculando la tensin y dividindola por la elongacin. Pero dado que la elongacin es adimensional, no tiene unidades por cual dividirlas. Por lo tanto el mdulo es expresado en las mismas unidades que la resistencia, es decir, en N/cm2. 1.1.4 Dureza El grfico de tensin versus estiramiento puede darnos otra valiosa informacin. Si se mide el rea bajo la curva tensin-estiramiento, parte achurada en la figura a continuacin, el valor obtenido es lo que se denomina dureza. La dureza es en realidad, una medida de la energa que un material o muestra puede absorber antes de que se rompa.Curva Tensin - EstiramientoTensin de Ruptura</p> <p>Altura del Tringulo Resistencia a la Tensin Tensin DUREZA Area del Tringulo</p> <p>Elongacin</p> <p>Base del Tringulo</p> <p>Piense lo siguiente, si la altura del tringulo del grfico es la resistencia y la base de ese tringulo es el estiramiento, entonces el rea es proporcional a la resistencia por estiramiento. El vrtice superior del tringulo, representa la tensin de ruptura, es decir, la Fuerza requerida para romperse. En estos momentos, estaramos en condiciones de entender que, la diferencia entre la Resistencia y la Dureza es mas bien una cuestin de concepto. En la Resistencia est involucrada la Fuerza o Tensin requerida para romper la muestra o material, si embargo, en la Dureza est involucrada la Energa que logra absorber la muestra o material antes de Manual Tcnico Geomembranas POLYTEX 7</p> <p>romperse. Esto se puede explicar acordndonos de Fsica. Dado que la resistencia es proporcional a la fuerza necesaria para romper la muestra y el estiramiento es medido en unidades de distancia (la distancia que la muestra es estirada), entonces la resistencia por estiramiento (rea) es proporcional a la fuerza por distancia, y segn recordamos de la fsica, Fuerza x Distancia = Energa. Se entiende cual es la diferencia? Repetimos; desde el punto de vista fsico, la respuesta es que la resistencia nos dice cunta fuerza es necesaria...</p>