Colmatación de geotextiles al ser usados como envolventes en tuberías de drenaje subterráneo

Abstract

Para la construcción de sistemas artificiales de drenaje subterráneos se utilizan distintos materiales, siendo uno de ellos los envolventes, que corresponde al material poroso que se añade alrededor de los drenes para retener partículas de suelo, evitando así la sedimentación dentro de ellos. Es posible identificar distintos tipos de materiales usados como envolturas destacándose los de origen sintéticos, tales como, los geotextiles que se definen como un textil polimérico conformado por fibras, filamentos o hilos tejidos o no tejidos. La problemática existente con los geotextiles cuando son empleados como envolventes para la construcción de sistemas artificiales de drenaje, es la obstrucción o colmatación de estos, lo que impide gradualmente en el tiempo el flujo de agua libre desde el suelo a las tuberías. En esta investigación se evaluó cómo se comportan tres tipos de geotextiles no tejidos de gramajes 155, 120 y 170 g m-2, al ser sometidos a la interacción suelo-envoltura-tubería. Se confeccionaron dos pruebas de laboratorio, prueba de “colmatación acelerada de geotextil”, donde los tratamientos fueron 155 (T1), 120 (T2) y 170 (T3) g m-2, y consistió en fluir una solución con una carga de partículas finas de suelo (arcilla) en suspensión a través de los textiles, en donde se evaluó la retención de partículas de suelo por el material. Por otra parte, se realizó una prueba de “tiempo de colmatación de geotextil en una condición simulada de instalación de un dren”, en donde los tratamientos fueron columna sin geotextil (T0), columna con geotextil de 155 (T1), 120 (T2) y 170 (T3) g m-2, y consistió en montar columnas de suelo con una saturación constante y con una carga de agua permanente, determinando el flujo de salida a través del tiempo. En la prueba de “colmatación acelerada de geotextil” se observó que T2 acumuló una menor cantidad de arcilla entre sus fibras que T1 y T3. Además, se obtuvo la cantidad de arcilla adherida a los textiles que llegó a colmatar el sistema, reduciendo el flujo en un 96,8% en todos los tratamientos. La segunda prueba mostró una disminución del flujo en 90,9%, 79,8%, 77,9% y 79,4% para T0 (sin geotextil), T1, T2 y T3, respectivamente; sin embargo, este resultado fue atribuible a la metodología que se empleó, sin encontrar un efecto tratamiento.

For the construction of artificial subway drainage systems, different materials are used, one of them being the envelopes, which correspond to the porous material that is added around the drains to retain soil particles, thus preventing sedimentation inside them. It is possible to identify different types of materials used as envelopes, especially those of synthetic origin, such as geotextiles, which are defined as a polymeric textile made of woven or non-woven fibers, filaments or threads. The problem with geotextiles when they are used as envelopes for the construction of artificial drainage systems is the obstruction or clogging of these, which gradually impedes over time the flow of free water from the soil to the pipes. This research evaluated the behavior of three types of non-woven geotextiles of weights 155, 120 and 170 g m-2, when subjected to soil-wrap-pipeline interaction. Two laboratory tests were carried out, the “accelerated geotextile clogging” test, where the treatments were 155 (T1), 120 (T2) and 170 (T3) g m-2, and consisted of flowing a solution with a load of fine soil particles (clay) in suspension through the textiles, where the retention of soil particles by the material was evaluated. On the other hand, a test of “geotextile clogging time in a simulated drain installation condition” was performed, where the treatments were column without geotextile (T0), column with geotextile of 155 (T1), 120 (T2) and 170 (T3) g m-2, and consisted of assembling soil columns with a constant saturation and with a permanent water load, determining the outflow through time. In the “accelerated geotextile clogging” test, it was observed that T2 accumulated less clay between its fibers than T1 and T3. In addition, the amount of clay adhered to the textiles that reached the point of clogging the system was obtained, reducing the flow by 96.8% in all treatments. The second test showed a decrease in flow by 90.9%, 79.8%, 77.9% and 79.4% for T0 (without geotextile), T1, T2 and T3, respectively; however, this result was attributable to the methodology used, without finding a treatment effect.