GEOSINTETICOS
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GEOSINTETICOS
geosin
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Ing. Javier BlossiersGte. de Ingenierí[email protected]
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Geotextil para Repavimentaci
ón
Capa de Repavimentaci
ón
Disipador y barrera Impermeable
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GEOBOLSAS.Es un contenedor sintético diseñado para ser llenado con arena o suelo con granulometría superior al tamaño de los poros del sintético de modo que sea parte de estructuras marinas e hidráulicas. Este tipo de producto se fabrican a media en forma y tamaño de modo que cumplan las exigencias de los diseños. Son ideales para instalaciones en playas con efectos paisajísticos.
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Fabricación.Cidelsa viene trabajando con Geosintéticos desde hace 42 años en el Perú y cuenta con el conocimiento y equipos necesarios para para fabricar cualquier tipo de Geotubos, Geobolsa y Geocontenedor que exija el diseño de cada proyecto.
Asistencia en Diseño.Cidelsa de acuerdo a cada proyecto dimensiona los Geotubos, Geobolsas y Geocontenedores que sean necesarios; calculado también los volúmenes aproximados de arena para su llenado y determina el tipo de Geotextil a utilizar y el tipo de costuras y válvula a aplicar.
Asistencia en la instalación.Cidelsa cuenta con la suficiente experiencia en instalación que nos permite proporcionar a nuestros clientes, personal instalador y la mejor asistencia aún en las condiciones mas exigentes.
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Formación del Filtro aguas arriba
Arqueo de partículas sobre las aperturas del Geotextil
Apertura del Geotextil bloqueando las partículas de suelo
Concepto de filtración profunda, usando Geotextiles gruesosPartículas de suelo atracadas dentro del cuerpo
del Geotextil
FILTRACION
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GEOGRILLAS:Geogrillas GGGeogrillas extruidas GGEGeogrillas adheridas GGB (Soldada)Geogrillas Tejidas GGW (Tejido)
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RELLENOS ARMADOS CON FACHADA DE GAVIONESRELLENOS ARMADOS CON FACHADA DE GAVIONES
ANCLAJE MALLA HEXAGONALANCLAJE MALLA HEXAGONAL
MALLA HEXAGONALMALLA HEXAGONAL
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ITALIA: Vista de un talud reforzado con Geogrids
Procedimiento de instalación
TALUDES REFORZADO
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1. ASPECTOS ESTRUCTURALES1. ASPECTOS ESTRUCTURALES
A). DIAMETROS DE ALAMBRE DE ALMA.
B). ABERTURAS DE MALLAS.
C). TIPO DE MALLAS.
DISEÑODISEÑO
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A). DIAMETRO DE ALAMBREA). DIAMETRO DE ALAMBRE
Galvanización triple ZincCapa de
PVC
Alambre de acero
2.20mm
Galvanización triple ZincCapa de
PVC
Alambre de acero
2.40mm
Alambre de acero
Galvanización triple ZincCapa de
PVC
2.70mm 3.00mm
Galvanización triple Zinc
Capa de PVC
Alambre de acero
F1 F2 F3 F4< < <
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B). ABERTURA DE MALLASB). ABERTURA DE MALLAS ASTM A 975-97
CUADRO N° 1Características de las mallas de los gaviones según normas ASTM A 975-97
CARACTERÍSTICASMetálico P.V.C. Metálico P.V.C.
Tipo de Mallas83mmx114mm 83mmx114mm 64mmx83mm 64mmx83mm
3.25pulgx4.50pulg 3.25pulgx4.50pulg 2.50pulgx3.25pulg 2.50pulgx3.25pulgØ del alambre de malla mm 3.050 2.700 2.200 2.200
pulg 0.120 0.106 0.087 0.087Ø del alambre de borde mm 3.800 3.400 2.700 2.700
pulg 0.150 0.134 0.106 0.106Ø del alambre de amarre mm 2.200 2.200 2.200 2.200
pulg 0.087 0.087 0.087 0.087Ø del alambre de traslapes mm 3.000 3.000 3.000 3.000
pulg 0.118 0.118 0.118 0.118Ø del alambre de atiesado mm 2.200 2.200 2.200 2.200
pulg 0.087 0.087 0.087 0.087Espesor del revestimiento de PVC Nominal mmNo aplicable 0.50 (0.020) No aplicable 0.50 (0.020)
Mínimo No aplicable 0.38 (0.015) No aplicable 0.38 (0.015)
Abertura de mallas
RecubrimientoGAVIÓN CAJA GAVIÓN COLCHÓN
Recubrimiento
8cmx10cm 6cmx8cm
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RESISTENCIARESISTENCIACUADRO 2. Según ASTM A 975-97RESISTENCIA MINIMA DE LA MALLA Y CONEXIONES EN GAVIONES TIPO CAJA
DESCRIPCION DE LA PRUEBA
kN/m lbf/ft kGf/m kN/m lbf/ft kGf/mParalelo a la torsión 51.1 3500 5.21 42.3 2900 4.31Perpendicular a la torsión 26.3 1800 2.68 20.4 1400 2.08Conexión a las aristas 20.4 1400 2.08 17.5 1200 1.78Conexión panel con panel, usando alambre para amarre o sujetadores para traslape
20.4 1400 2.08 17.5 1200 1.78
kN/m lbf/ft kGf/m kN/m lbf/ft kGf/m26.7 6000 2.72 23.6 5300 2.41
Se usa la conversión 1kGf/m = 9.81 kN/m
CUADRO 3. Según ASTM A 975-97RESISTENCIA MINIMA DE LA MALLA Y CONEXIONES EN GAVIONS TIPO COLCHON
DESCRIPCION DE LA PRUEBA
kN/m lbf/ft kGf/m kN/m lbf/ft kGf/mParalelo a la torsión 33.6 2300 3.43 33.6 2300 3.43Perpendicular a la torsión 13.1 900 1.34 13.1 900 1.34Conexión a las aristas 10.2 700 1.04 10.2 700 1.04Conexión panel con panel, usando alambre para amarre o sujetadores para traslape
10.2 700 1.04 10.2 700 1.04
kN/m lbf/ft kGf/m kN/m lbf/ft kGf/m17.8 4000 1.81 17.8 4000 1.81
Prueba de punzonamiento,
+ PVCMETALICORECUBRIMIENTO
GAVION TIPO COLCHON
Prueba de punzonamiento,
GAVION TIPO CAJARECUBRIMIENTO
METALICO + PVC
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Resistencia PARALELA a la torsión de las mallas en Kgf/ml.Ømm
Al. Alma 6x8 8x10 10x123.30 53003.20 50003.00 5300 43002.70 4300 35002.40 4200 3500 26002.20 3500 2700 19002.00 2800 2000 1200
Cocada en cm.
Resistencia ORTOGONAL a la torsión de las mallas en Kgf/ml.Ømm
Al. Alma 6x8 8x10 10x123.30 26503.20 24003.00 2700 19002.70 2000 11502.40 1900 1300 6502.20 1300 950 3502.00 850 600 120
Cocada en cm.
CUADRO COMPARATIVODE RESISTENCIAS (kgf/m)
SEGÚN COCADAS Y DIAMETROS
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A
BB
Longitud1 = 11*B+9*A Longitud2 = 6*B+5*A
Longitud1 > Longitud2
A
COCADA 8x10 COCADA 10x12
Fuerza1 > Fuerza2
1.001.18
B). ABERTURA DE MALLASB). ABERTURA DE MALLAS
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2. ASPECTOS HIDRAULICOS2. ASPECTOS HIDRAULICOS
A). Estabilidad en términos de tensión de arrastre
B). Estabilidad en términos de velocidad.
C). Deformaciones.
D). Control de velocidad residual (Filtros).
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VELOCIDAD CRITICA EN FUNCION A SU ESPESOR DEL COLCHONDe ambos cuadros se escoge como velocidad crítica Vc el menor
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DEFORMACIONES
Esquema del movimiento del pedrisco al
interior de los colchones.
Relación entre el parámetro de deformación y
el coeficiente eficaz de Shields.
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ESPESORES
A partir de estas deformaciones se tiene una relación para el diseño del espesor de colchones.
mdt 2T = Es el espesor de los colchones.Dm = Diámetro medio del relleno de piedras
8x10 se pueden usar piedras de 0.12m a 0.15m; por lo que puede llegar sin problemas a espesores
de 0.23m como mínimo. Una cocada 10x12 su espesor de colchón mínimo sería de 0.30m
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CONTROL DE VELOCIDAD RESIDUAL
2
13
2
2
1S
d
nV mb
Donde: Vb = Velocidad del agua entre el gavión colchón y la fundación. n = Coeficiente de rugosidad n = 0.025 con filtro de piedras y
0.020 sin filtro de piedras ó con el uso de geotextiles. dm = Diámetro medio del relleno de piedras S = Pendiente del fondo del río.
Velocidad de interface, considerando 2 capas de piedras como mínimo.COCADA PIEDRAS n=0.020 n=0.025 n=0.04MINIMA fm Sin filtros Filtro de Filtro de
(A) Gravas (B) Geotextil (C)cm cm m/seg m/seg m/seg3X6 8.00 0.58 0.47 0.29 65.77% 52.61% 32.88%6X8 10.00 0.68 0.54 0.34 76.31% 61.05% 38.16%
8X10 12.00 0.77 0.61 0.38 86.18% 68.94% 43.09%10X12 15.00 0.89 0.71 0.44 100.00% 80.00% 50.00%
C): Geotextil Delgado; telas mas gruesos puede reducir en 4 veces estas velocidades.
COMPARACIONES
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IMPORTANTE: El resultado de la ecuación, se compara con la velocidad admisible del material base. Si es mayor a la velocidad crítica del suelo con un factor de seguridad mínima de 2, será necesario seguir disipando la energía. Para ello Usar Geotextiles como filtro y como disipadores de energía. El geotextil deberá de soportar el stress de la instalación. Nuestros ensayos con geotextiles PAVCO (ASTM D 4751) dan los siguientes resultados y recomendaciones.
TIPO DE GEOTEXTIL Indice de reducción Daño por NO TEJIDO de energía erosiva instalación
Geotextil No Tejido NT-3000M 2.00 2.10 Geotextil No Tejido NT-4000M 2.00 1.80 Geotextil No Tejido NT-5000M 2.00 1.30 Geotextil No Tejido NT-6000M 2.30 1.20 Geotextil No Tejido NT-7000M 2.80 1.10
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PROTECCION DE TALUDESProtección de DiqueLimón - Costa Rica
Proyecto HidroeléctricoAngostura - Costa Rica
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SIMBOLOGIAS:GEORED:
Geored GN(Net)Geored Extruidas BiplanarGeored Extruida TriplanarOtros
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DIAGRAMA DE VELOCIDADES EN FUNCION DEL TIPO DE SUELOS.
VELOCIDAD CRÍTICA DE SUELOS
1
10
100
1000
0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000
Tamaño de partículas (mm)
Vel
oci
dad
de
Flu
jo (
cm/s
eg)
Serie1
INESTABILIDAD
ESTABILIDAD
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PERMANENTES
TEMPORALES
•SINTETICOS
•SINTETICO + FIBRA NATURAL
•COCO
•FIQUE, MADERA, PAJA
•SINTETICOS FOTODEGRADABLES
SOLUCIONES - PRODUCTOS
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MULTICAPA: Sistemas de protección contra deslizamiento superficial permanente.
SISTEMA MIXTOS: Sistemas de protección contra deslizamiento superficial permanente.
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BOLSA TALUD: Sistemas de protección contra deslizamiento superficial permanente. Acondicionamiento de espesor de Top Soil hasta los 25cm
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cosCLASIFICACION Y CLASIFICACION Y
PROPIEDADESPROPIEDADES
LAS GEOMEMBRANASLAS GEOMEMBRANAS
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OBJETIVOSOBJETIVOS1. Minimizar las pérdidas de agua2. Contener y administrar el agua.
Evitar contaminación por fluídos y sólidos tóxicos
3. Mejorar la calidad de vida.Implementar nuevas tecnologías.
4. Mejoramiento de la infraestructura existente.
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CLASIFICACION DE LOS REVESTIMIENTOS
SELLADORES R. RIGIDOS R. FLEXIBLES
ARCILLAS CONCRETO HIDRAULICO
GEOMEMBRANA
TRATAM. QUIM. SUELO CEMENTO
ADIT. AL AGUA CONCRETO LANZADO
CONCRETO
CICLOPEO
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CLASIFICACION DE LOS REVESTIMIENTOS
CONTINUOS (ISOTROPICOS)
DISCONTINUOS (ANISOTROPICOS)
GEOMEMBRANA SELLADORES
REVESTIMIENTOS RIGIDOS
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IMPERMEABLES (K < 10E-10 cm/seg) SEMI-PERMEABLES (10E-4< K < 10E-6 cm/seg)
GEOMEMBRANA SELLADORES
CLASIFICACION DE LOS REVESTIMIENTOS
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0102030405060708090
100
HDPE PVC CSPE
N de humo
Resina
Complmento
GEOMEMBRANAS MAS USADAS
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PROPIEDADES DE LA GEOMEMBRANA
FISICASPeso Específico o Densidad.- Es el peso por unidad de volumen de una sustancia comparada con el agua destilada a 4ºC y 1 atm de presión.
Masa por unidad de superficie.- Es la masa por unidad de superficie. Está relacionada con la cantidad de material que posee la geomembrana. Esta propiedad indica en forma directa el espesor del geosintético.
Espesor.- Es la distancia media entre dos superficies superior e inferior del material geomembrana. Esta es medida bajo cierta presión (20 KPa)
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POLIETILENO (PE) 0.91 a 0.94
POLIPROPILENO (PP) 0.91
HULE BUTILO (II R) 0.92 a 1.25
POLIESTER (PET) 1.22 a 1.38
POLIETILENO CLORADO (CPE) 1.16 a 1.39
POLIETILENO CLORO SULFONADO
(CSPE) 1.17 a 1.50
POLIAMIDA (PA) 1.05 a 1.14
CLORURO DE POLIVINILO (PVC) 1.24 a 1.40
PESO ESPECIFICO
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ESPESOR
El espesor de la geomembrana es medido a través de micrómetros digitales de precisión. De acuerdo a la Norma ASTM D 5199 la presión es de 20 KPa
Resina Espesores Mínimos
PVC
20 Mils -30 Mils (0.50 mm – 0.75mm)
CPE 30 Mils (0.75mm)
CSPE-R
36 Mils (0.90mm)
Polietileno* 60 Mils (1.50mm)
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dn tan du
dn tan dlX
B
ESQUEMA DE TENSIONESDe acuerdo con las normas de la U.S. EPA, el espesor mínimo de una geomembrana de recubrimiento para materiales contaminantes de carácter peligroso es 1.5 mm si esta es una geomembrana de HDPE; sin embargo las regulaciones en Alemania indican que el espesor debe ser 2.0 mm. Las recomendaciones para el PVC son la mitad de las exigidas para el HDPE.
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dn*X (tan du + tan dl)t = ------------------------------------------------
d admisible (cos B – sen B * tan dl)Nomenclatura :t = Espesor de la geomembrana.B = Asentamiento potencial 0° (sin asentamienmto ) y 45° (caso extremo)
(Angulo que forma el movimiento de la geomembrana a tensión con la horizontal)du = Angulo de fricción entre la geomembrana y el material superior 0 (cero por ser reservorio de agua).dl = Angulo de Fricción entre la geomembrana y el material inferior ( 21° - 25°)dn = Esfuerzo aplicado por el material de relleno.d admis = Esfuerzo admisible de la geomembranaX = Distancia de movilización de la deformación de la geomembranaFS = Factor de Seguridad.
CALCULO DEL ESPESOR DE LA GEOMEMBRANA
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RESISTENCIA A LA TENSION UNIAXIAL DEL MATERIAL
ASTM D 638Para espesores > ó = 1.00 mm
ASTM D 882Para espesores < 1.00 mm
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RESISTENCIA A LA TENSION
MULTIAXIAL DEL MATERIAL
El ensayo de Tensión Multiaxial.- La resistencia a la Tensión de las geomembranas se miden por ensayos de tipo uniaxial y multiaxial. Realmente las geomembranas una vez instaladas, estarán sometidas a cargas en diferentes direcciones por lo cual el ensayo de tipo multiaxial aporta información más real.
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ENSAYO ASTM % DE TENSION REQUERIDA
MODO DE FALLA
Corte D3083 NSF Mod
90 FTB
Pelaje D413 NSF Mod
65 (EXTRUSION)70 (FUSION)
FTB
ENSAYOS DE TENSION EJECUTADOS EN LAS
UNIONES ENTRE GEOMEMBRANAS
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ENSAYO DE CORTE El esfuerzo al corte debe ser igual o mayor al 90% del esfuerzo de tensión a la cedencia mínimo especificada para el material
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ENSAYO DE PELAJE La ruptura debe ocurrir al exterior del área soldada y la resistencia debe ser igual o superior al 60% de refuerzo de tensión a la cedencia mínimo especificado
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Muestra de 1” ancho2’’/min strain rateReport peak load lbs/inch widthInforme promedio de cinco muestras
Prueba de Pelaje
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Elasticidad de las Geomembranas.- Es un parámetro técnico de importancia para el acondicionamiento que deben recibir las superficies de apoyo. El punto “Yield Point” o “Punto de Fluencia”determina el estado ELASTICO de los materiales.
Elongación (%)15%
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Material Permeabilidad
Arena 10 – 1 cm/seg
Arcilla 10 –6 cm/seg
Geomembrana 10 –12 cm/seg
TABLA DE PERMEABILIDADES
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Tipo de Material Coef. Manning (n)
Tierra Excavada 0.022
Concreto Pulido 0.011
Concreto aplanado 0.015
Concreto Lanzado 0.019
Asfalto Liso 0.013
Asfalto Rugoso 0.016
Roca Uniforme 0.035
Roca Irregular 0.040
Acero Liso 0.012
Coeficientes de Manning
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Geomembrana Espesor (mm)
Rugosidad Hidráulica
(m)
Coeficiente de Manning
PVC 0.80 6.79 x 10E(-4) 0.0137
PVC 1.20 6.53 x 10E(-4) 0.0136
HDPE 1.00 6.04 x 10E(-4) 0.0135
CSPE 0.90 8.95 x 10E(-4) 0.0140
CSPE 1.00 9.22 x 10E(-4) 0.0141
EPDM 1.14 10.70 x 10E(-4) 0.0143
EPDM 1.00 11.00 x 10E(-4) 0.0150
EPDM 1.00 3.00 x 10E(-4) 0.0128
Superficie de apoyo Concreto
50.0 x 10E(-4) 0.0168
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REOLOGICAS
Comportamiento Viscoelástico.- Las geomembranas varían desde suaves espumas hasta materiales estructurales de alto módulo de deformabilidad. A bajas temperaturas se vuelven frágiles. Todos los polímeros se comportan viscoelásticamente y la fase viscosa es fuertemente influenciada por la velocidad de deformación y la temperatura.
Flujo Plástico.- Es la capacidad a cambiar sus dimensiones bajo esfuerzo constante o a relajar esfuerzos cuando están sometidos a una deformación constante. Se dice que cuando el material pierde elasticidad se estira y no regresa más a su posición inicial al eliminarse su carga. Se vuelve sensible a daños porque a medida que se alarga disminuye su espesor.
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PROPIEDADES TERMICAS
La pérdida de peso se manifiesta directamente proporcional a la temperatura en todas las resinas poliméricas con que se fabrican las geomembranas.
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Resistencia a la luz Ultravioleta (UV).- Origina la rigidización y agrietamiento del material. Los estabilizadores que son inhibidores má conocidos son : el Negro de Humo (Carbon Black), el TiO2 (Oxido de Titanio), HALS, Tinuvin, etc.
Compatibilidad Química.- El agua y otros líquidos contienen sustancias que pueden reaccionar con los polímeros modificando sus propiedades
Paletas de muestrasRayos UV-B
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LEGISLACION ACTUAL
•La recolección de lixiviados y el sistema de detección de goteo deberán tener como mínimo 300 mm de drenaje granular químicamente resistente y con una permeabilidad no menor de 0.01 cm/s o un Geosintetico equivalente como una Geored. La pendiente mínima en la parte inferior del sistema debe ser del 2%.•La recolección de lixiviados deberá tener un sistema de filtración en la parte superior, del sistema de drenaje con material granular o geotextil para evitar la colmatación Ambos sistemas, recubrimiento primario y secundario cuando se encuentren hechos de suelo natural, deberán tener un sistema de drenaje conformado por tubería interconectada para hacer más eficiente la recolección de lixiviados. La tubería debe ser lo suficientemente fuerte y a la vez resistente a la degradación química. •Un aseguramiento de la calidad en la construcción debe ser establecido para verificar que esta cumpla o exceda todos los criterios de diseño y especificaciones. •En ambos casos, residuos sólidos peligrosos y no peligrosos Geosinteticos pueden ser utilizados para substituir materiales de suelos naturales, siempre y cuando la equivalencia técnica pueda ser mostrada. Georedes pueden ser usadas para reemplazar suelos utilizados para drenaje y Geotextiles pueden ser usados para reemplazar suelos filtrantes
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Residuos Sólidos
Filtro o GT PAVCO
Drenaje o Geonet núcleo rígidoGeotextil
Geomembrana
150mm
300 mm
600 mm Arcilla 1x10-7 cm/seg
Suelo
EPA-SUBTITULO “D”
geosin
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Residuos Sólidos
Protección Filtro o Geonet
Drenaje o GeonetGeomembrana
Geomembrana
150mm
300 mm
900 mm Arcilla @ 1x10-7 cm/seg
(NF a más de 3mts)3.0 m
Drenaje o Geonet300 mm
EPA-SUBTITULO “C”
Suelo
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cos
Capa Vegetal
Suelo de Cobertura
Filtro o GT PAVCO
GEOMEMBRANA
Varia
150 mm
600 a 900 mm Arcilla @ 1x10-7 cm/seg
Residuos Sólidos
Drenaje o Geonet300 mm
Superficie de Terreno
150mm
300 mm Salida de Gas o GT PAVCO
COBERTURA EPA
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cosMaterial
Ind. calorífico Kcal/Kg. aprox.
Polietileno 9,900.00 Polipropileno 10,500.00 Poliuretano 5,600.00 Cloruro de polivinilo (PVC) 4,300.00 Mantos Asfálticos 9,500.00 Madera de pino 4,450.00 Madera de haya común 4,400.00 Papel de periódico 4,000.00
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cosMateria Punto de combustión Punto de ignición
(temp. de inflamación ajena) (temp. de autoignición) ºC ºC
Cloruro de polivinilo (PVC) 390 455Espuma de poliuretano (poliester) 310 415Polipropileno 340 350Polietileno 335 350Mantos Asfálticos 240 300Madera Secas 240 260Algodón 175 250Papel 64 300Aserrín 220 - 350 315 - 460Madera (Pino, roble, haya común) 350 460
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Productos no modificados
Combustividad Cantidad y color de los
humos
Capacidad para fundir y gotear
Olor al arder Ruido al
arder Varios
P.V.C. Flexible
Ácido picante
Residuos carbonosos
Policroruros de Vinilo P.V.C. Rígido
Ácido picante Residuos
carbonosos
Poliolifinas (Polietileno -
Polipropileno) Bujía
Poliuretanos Espumas Rígidas
Almendras
amargas Crepitan Caramelizan
Mantos Asfaltos
Gas Tizones negros
Poca combustividad
Humo Blanco Pocas gotas
Casilla continua: el producto se apaga solo
Medianamente combustible
Muy combustible
Mediano humo negro Gotas encendidas
Casilla con puntos: ciertas cualidades se apagan solas Llama con extremidad azul
Espeso humo negro Gotas fluentes
Llama con base azul