Revestimiento de arcilla geosintética de bentonita sódica GCL

1. Estructura y composición del núcleo

Una manta típica de bentonita sódica perforada con aguja generalmente consta de tres capas:

• Capa superior: Geotextil no tejido: proporciona protección, filtración y refuerzo, permitiendo el paso del vapor de agua a la vez que mantiene la unión con la bentonita.
• Capa central: Bentonita sódica natural: el material impermeabilizante principal.
• Capa inferior: Geotextil tejido o no tejido: proporciona resistencia y mantiene el contacto con la cimentación durante la instalación.

Mediante un proceso de punzonado, las fibras conectan firmemente las capas superior e inferior del geotextil con la capa intermedia de bentonita. Incluso bajo ciertos impactos externos o deformaciones, es improbable que la bentonita se desprenda o se desplace.

2. Mecanismo de impermeabilización del núcleo: la propiedad autocurativa de la bentonita sódica

Esta es la característica más notable y crítica de GCL.

• Hinchamiento por agua: La bentonita sódica posee propiedades de hinchamiento extremadamente altas. Al entrar en contacto con el agua, puede absorber agua hasta cinco veces su peso seco, formando una capa impermeable densa, gelatinosa y de baja permeabilidad.
• Autorreparación: Si se producen perforaciones o daños durante la construcción o el uso, la bentonita circundante migrará hacia las grietas o agujeros al entrar en contacto con el agua, reparando automáticamente el daño y manteniendo su impermeabilidad. Esta es una ventaja significativa sobre los materiales impermeabilizantes tradicionales (como las membranas de HDPE).
• Impermeabilidad permanente: Las propiedades impermeabilizantes de la bentonita son permanentes, siempre que no se contamine con productos químicos que alteren sus propiedades.

3. Características y ventajas clave

• Respetuoso con el medio ambiente: Fabricado principalmente con minerales naturales, es atóxico, inodoro y no contamina.
• Fácil de aplicar: Ligero y se suministra en rollos, lo que permite una instalación flexible y sencilla, sin necesidad de equipos grandes, de rápida instalación y sin periodo de curado.
• Resistente al ciclo de congelación-descongelación y a la intemperie: Insensible al cambio climático, no se vuelve quebradizo a bajas temperaturas.
• Resistente al ciclo húmedo-seco: Incluso después de contraerse por secado, se vuelve a expandir y recupera sus propiedades impermeables al contacto con el agua.
• Alta relación precio-rendimiento: El coste total es inferior al de muchos materiales impermeabilizantes tradicionales.
• Buena densidad: La bentonita sódica forma una membrana de alta densidad bajo la presión del agua. Con un espesor aproximado de 3 mm, su permeabilidad al agua se puede reducir a menos de α×10-11 m/s, equivalente a 100 veces la densidad de arcilla de 30 cm de espesor, y presenta una excelente retención de agua.
• Impermeabilidad duradera: Al ser un material inorgánico natural, la bentonita sódica no envejece ni se corroe, y ofrece una excelente durabilidad.
• Fácil construcción: No requiere calentamiento ni pegado; solo se utilizan polvo de bentonita, clavos, arandelas y otros materiales para la conexión y fijación. La inspección y el mantenimiento posteriores a la construcción son sencillos, el período de construcción es corto y no está sujeto a la temperatura de construcción, incluso a temperaturas inferiores a 0 °C.
• Propiedades autocurativas: La bentonita sódica tiene una gran capacidad de hincharse en contacto con el agua, lo que permite reparar grietas en la superficie del hormigón de hasta 2 mm, integrando el material impermeabilizante con el objeto.

4. Indicadores de desempeño (parámetros clave)

• Índice de Hinchamiento de Bentonita (ml/2g): ≥24, un indicador clave para medir la capacidad de la bentonita para hincharse en contacto con el agua.
• Impermeabilidad (Coeficiente de Permeabilidad cm/s): ≤5×10⁻¹¹, equivalente a un coeficiente de permeabilidad equivalente de 10⁻⁹ cm/s, lo que indica un excelente rendimiento de impermeabilidad.
• Resistencia al Pelado (N): Refleja la capacidad de las fibras punzadas para fijar la bentonita, evitando la pérdida de suciedad.
• Resistencia a la Rotura (kN/m): Refleja la resistencia a la tracción general del material. Masa de bentonita por unidad de área (g/m²): Por ejemplo, 4500 g/m², 5000 g/m², etc., afecta directamente la eficacia y durabilidad de la impermeabilización.

Debido a sus ventajas únicas, el GCL se utiliza ampliamente en diversos proyectos que requieren antifiltraciones, sellado y aislamiento.

1. Ingeniería de Protección Ambiental (el área más importante)

• Vertederos: Se utiliza como revestimiento inferior y capa de recubrimiento superior para evitar que los lixiviados contaminen las aguas subterráneas y el escape de gases nocivos. A menudo se utiliza en combinación con membranas de HDPE para formar un sistema de "doble revestimiento".
• Vertederos de residuos peligrosos: Estos vertederos tienen requisitos extremadamente estrictos de antifiltración, y el GCL es un material antifiltración esencial.
• Estanques de tratamiento de aguas residuales, lagos artificiales y masas de agua de paisajismo: Evitan que las aguas residuales o el agua de lagos se filtren al suelo.
• Estanques de relaves industriales y vertederos de lodo rojo: Evitan la fuga de aguas residuales que contienen metales pesados ​​y otras sustancias nocivas.

2. Proyectos de conservación del agua

• Ríos, canales y embalses: Se utilizan como revestimientos antifiltración en lechos de ríos y fondos de canales para reducir la pérdida de agua.
• Presas y diques: Se utilizan para la prevención de filtraciones en muros centrales o muros inclinados, o para el refuerzo antifiltración de proyectos existentes.

3. Proyectos de construcción

• Sótanos y garajes subterráneos: Se utiliza como capa impermeabilizante para losas de suelo y paredes laterales, especialmente indicado para cubiertas vegetales, donde su resistencia a la penetración de raíces supera a la de muchos otros materiales.
• Azoteas ajardinadas: Excelente impermeabilización y resistencia a la penetración de raíces.
• Pasos subterráneos y túneles: Se utiliza para sistemas de impermeabilización y drenaje detrás de revestimientos de túneles.

4. Otros proyectos

• Tanques subterráneos de almacenamiento de petróleo y gasolineras: Se utiliza como revestimiento antifiltración secundario para prevenir fugas de petróleo y la contaminación del suelo.
• Agricultura: Se utiliza para la prevención de filtraciones en embalses y canales de riego.
• Ingeniería municipal: Se utiliza para corredores de tuberías subterráneas, tanques de agua contra incendios, etc.