Geosinteticos en Presas

GEOSINTETICOS GEOSINTETICOS EN PRESAS

Las estructuras hidráulicas comprenden un segmento del mercado de geosintéticos con probablemente las mayores oportunidades de crecimiento. El término “estructuras hidráulicas” incluye presas y canales. Las estructuras hidráulicas interactúan con el agua que puede ser una de las mayores fuerzas destructivas en la naturaleza. Los geosintéticos son generalmente utilizados para limitar la interacción entre la est ructura y el agua. Los geosintéticos pueden incrementar la estabilidad de las estructuras hidráulicas. Los geosintéticos pueden ser usados en estructuras hidráulicas para:  

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Reducir o prevenir la infiltración mediante el uso de geomembranas. Reducir o prevenir erosión de bancos en canales mediante el uso de sistemas de impermeabilización con geomembranas. Proveer drenaje y/o filtración mediante el uso de geotextiles y georedes. Proveer refuerzo a la fundación de estructuras o a la propia estructura mediante el uso de geomallas.

Las geomembranas son prácticamente impermeables a infiltraciones de agua y son comúnmente usadas en presas en la creación de una barrera hidráulica en el talud aguas arriba. Las geomembranas pueden ser dejadas expuestas o cubiertas usando materiales como paneles de concreto o rip-rap. El uso de geomembranas ha probado particular utilidad en la mejora de presas de concreto deterioradas. La exposición puede acortar la duración de las geomembranas debido a la degradación por radiación ultra violeta, pero puede ser r eparada con mayor facilidad que cuando se trata de geomembranas cubiertas. Las geomembranas cubiertas pueden ser también propensas a daño, tal como punzonamiento causado por materiales localizados en la parte superior y/o inferior. Los geotextiles son comúnmente colocados por debajo, y algunas veces sobre la geomembrana para proteger el material contra punzonamiento, sirviendo como un amortiguamiento para minimizar la concentración de presiones.

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Las filtraciones a través de una geomembrana ocurren principalmente por defectos en la unión de las juntas, y por orificios originados por punzonamiento. Generalmente, los defectos son minimizados a través de programas de control de calidad de instalación y ejecución en obra. Sin embargo, las filtraciones son inevitables especialmente cuando las geomembranas comienzan a envejecer. Para proteger la estructura, georedes o geocompuestos geored/geotextil son normalmente usados como drenaje detrás de la geomembrana. El agua proveniente de la filtración colectada y depositada aguas abajo a través de un conducto en la presa o atrás en el reservorio. El sistema de geosintéticos es fijado en la cara de la presa en forma mecánica, frecuentemente mediante el uso de pernos y tornillos de fijación. Empaques y selladores son usados para impermeabilizar las conexiones y juntas. Las Presas con ge ometrías complejas son más propensas a defectos en las costuras y juntas.

Los componentes de un sistema de geosintéticos seleccionado para su uso en una estructura hidráulica son cuidadosamente diseñados y específicos para el lugar de aplicación. Si son especificados e instalados apropiadamente. Los geosintéticos pueden ser e ficientes en términos de costos y prolongar la vida útil de una estruct ura hidráulica.

GEOCOMPUESTO DE DRENAJE APLICADO EN PRESAS DE RELAVE

El crecimiento de la minería en Perú ha hecho que las presas de relave necesiten tener una mayor capacidad. Es en este punto donde toma mucha importancia el uso de geocompuestos de drenaje, los cuales tienen grandes ventajas como: El aumento de la velocidad de descarga de agua, los tiempo productivos, el aprovechamiento de la capacidad de la presa, la desecación de los lodos, el reaprovechamiento de los materiales depositados secos y la reutilización del agua en el proceso minero con respuestas inmediatas de los geosinteticos y sin necesidad de sistemas de bombeo de alto costo.

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La monografia acá presentada fue tomado de las memorias del congreso de GeosPerú 2017, este fue un trabajo realizado por el grupo Maccaferri, por Charly Hamoni Khabasi y Cesar Roberto Torres Chung. En este trabajo se buscó mostrar la factibilidad de emplear geocompuestos que aceleran el proceso de consolidación por desecación, mediante la evaluación de los criterios de diseño, metodologías de análisis y la aplicación de los resultados obtenidos en casos reales en el desarrollo de proyectos mineros en Perú. Las soluciones tradicionales generan presas de depósitos de relaves totalmente impermeabilizadas, el uso de geotextiles y geomembranas solamente logran impedir la contaminación de acuíferos naturales. Con el uso de geocompuesto de drenaje e n las paredes del depósito, se logra un sistema de bombeo mecánico continuo que separa el agua del material de relave; disminuyendo al máximo la actividad de bombeo. El geocompuesto de drenaje es la combinación de un medio filtrante y otro drenante, formado por una geomanta tridimensional (núcleo) termosoldada a dos geotextiles (no tejidos) en todos los puntos de contacto, con un porcentaje de vacíos de hasta 90% en su interior y resistente a los factores biológicos, químicos y térmicos a los que puede estar expuesto y/o en contacto con el material residual del proceso m etalúrgico.

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CRITERIOS DE DISEÑO

Para un adecuado diseño, es nece sario conocer las características del relave, las especificaciones de los materiales a usar, conocer el gradiente hidráulico del talud y tener en cuenta los siguientes aspectos: Definición del sitio más conveniente para la captación de los fluidos generados.

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Estimar el caudal crítico para un tramo de diseño.

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Establecer el geotextil adecuado que cumpla la función de filtración, verificando las propiedades mecánicas e hidráulicas del material.

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Criterio de Permeabilidad en el cual se indica que la permeabilidad del geotextil debe ser mayor a la permeabilidad del material del relave.

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Criterio de Permisividad el cual es la permeabilidad del geotextil por unidad de su espesor.

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Crear un adecuado sistema de evacuación de líquidos.

SU APLICACIÓN EN CASOS REALES Y VENTAJAS

En presas de relave se utilizó geocompuesto de drenaje en todos los taludes que encierran los depósitos, optimizando así al máximo el área de captación, de esta forma se logra prolongar el requerimiento de ejecución de nuevas presas y/o recrecimientos. El sistema de drenaje con geocompuesto supera largamente las expectativas iniciales, drenando y consolidando el relave, traduciendo este resultado en un aumento de aproximadamente un 15% sobre la capacidad de almacenamiento prevista, con soluciones vanguardistas de alto nivel técnico, ambiental y de menor costo.

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Los geocompuestos cuentan con importantes ventajas como lo es el poder ser instalados de una forma rápida y sencilla. También resultan ser más económicos y prácticos respecto a otras soluciones convencionales, conservando en general un diseño simple. El geocompuesto es una forma de realizar una captura rápida del flujo de agua, posteriormente esta puede ser reutilizada en los procesos mineros. Adicionalmente, permite la reutilización de materiales de relaves en obras de contención o rellenos. En general, el planteamiento del geocompuesto de drenaje para presas de relave es su colocación en contacto con el relave y si se tiene el caso de nivel freático se debe colocar debajo del paquete impermeable para abatir estos niveles. Se concluye que en base a los resultados experimentales obtenidos en aplicaciones anteriores y los resultados teóricos de distintos proyectos, los geocompuestos son sistemas que cuentan con muy buenos rendimientos en los distintos usos que se les dé, incluyendo la minería.