Los estudios de integridad de revestimientos eléctricos , también conocidos como estudios de ubicación de fugas , son un método de control de calidad posterior a la instalación para detectar fugas en geomembranas . Las geomembranas se utilizan normalmente para la contención a gran escala de desechos líquidos o sólidos. Estas técnicas de levantamiento eléctrico son ampliamente aceptadas como los métodos más avanzados para localizar fugas en geomembranas instaladas, lo cual es imperativo para la protección a largo plazo de las aguas subterráneas y el mantenimiento de los recursos hídricos. Cada vez más especificados por las regulaciones ambientales, los métodos también son aplicados voluntariamente por muchos propietarios de sitios como administradores ambientales responsables y para minimizar la responsabilidad futura.
Historia
Los estudios de integridad de revestimientos eléctricos se desarrollaron inicialmente en Southwest Research Institute a través de fondos proporcionados por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Como respuesta a la necesidad de controlar la calidad de las instalaciones de geomembranas. En 1982, Southwest Research Institute publicó y presentó tres artículos técnicos que describen el método. Las primeras adaptaciones comerciales y aplicaciones de los métodos se realizaron en Chile (1984), Estados Unidos (1985) y Eslovaquia.
La primera norma de ASTM para abordar los métodos se redactó en 2000 y se aceptó para su publicación en 2003.
Métodos
Los métodos que se pueden utilizar generalmente se dividen en dos categorías dependiendo de si la geomembrana está expuesta o cubierta durante el estudio. ASTM D6747 [1] proporciona una guía estándar para la selección de técnicas de detección eléctrica para diversas aplicaciones. Todos los métodos requieren un medio conductor de electricidad tanto por encima como por debajo de la geomembrana y el aislamiento eléctrico del área de estudio del suelo circundante. Es posible que se requiera cierta previsión de diseño para garantizar que se pueda realizar un estudio de integridad del revestimiento eléctrico.
Las geomembranas especialmente formuladas con un respaldo conductor pueden permitir la realización de un levantamiento donde no hay un medio eléctricamente conductor debajo de la geomembrana, como la geomembrana primaria de instalaciones de doble línea con solo geredes o geocompuestos entre las geomembranas primaria y secundaria y donde la capacidad colocar agua entre las geomembranas no es posible en las pendientes. También se encuentran disponibles geotextiles conductores especialmente formulados para permitir levantamientos eléctricos para estas aplicaciones.
Existe cierto debate sobre la conductividad eléctrica de los revestimientos de arcilla geosintética en la aplicación de estudios de integridad de revestimientos eléctricos. [2] El contenido de humedad de los revestimientos de arcilla geosintética es suficiente para los métodos cuando las láminas salen de la fábrica, sin embargo, las láminas pueden desecarse mientras se colocan en el campo. Esto se convierte en un problema para los revestimientos de arcilla geosintéticos encapsulados, ubicados entre las geomembranas primarias y secundarias, que no pueden absorber la humedad del suelo de la subrasante subyacente. La adición de alambres de cobre como parte del proceso de construcción permite que el revestimiento de arcilla geosintética conduzca la electricidad para realizar el levantamiento.
Métodos de geomembrana desnuda
El método de charco de agua (ASTM D7002), [3] el método de lanza de agua (ASTM D7703) [4] y el método de prueba de arco recién introducido (ASTM D7953) se utilizan para geomembranas desnudas. Para los métodos de charco de agua y lanza de agua, se rocía agua sobre la geomembrana, creando una capa eléctricamente conductora por encima de la geomembrana. Se aplica una fuente de alimentación de CC de bajo voltaje al agua sobre la geomembrana y se conecta a tierra debajo de la geomembrana. El equipo de detección de fugas cuenta con un amperímetro en serie con el circuito de potencial aplicado. El amperímetro registra un aumento de corriente en presencia de una fuga, lo que resulta en un tono audible y un aumento visual en el nivel de corriente. La sensibilidad mínima esperada de los métodos de integridad del revestimiento de geomembrana desnuda a base de agua es una fuga circular de un milímetro de diámetro. Para el método de prueba de arco, no se requiere agua. Se introduce un alto voltaje (aproximadamente 5000V-35000V) con una corriente muy baja por encima de la geomembrana y se conecta a tierra a la capa conductora debajo de ella. En presencia de un agujero, se forma un arco eléctrico junto con una alarma audible. Dado que el método de prueba de arco no depende de que el agua haga un buen contacto a través de la fuga, es más sensible y comparativamente fácil de realizar en la mayoría de los tipos de construcción de revestimiento (estanques, vertederos, tanques, etc.) que los métodos basados en agua. La sensibilidad mínima del método de integridad del revestimiento de geomembrana desnuda de prueba de arco es una fuga de orificio.
Para geomembranas con respaldo conductor, se pueden realizar pruebas de chispa (ASTM D7240). [5] Para el método de prueba de chispa, no se rocía agua sobre la geomembrana expuesta. Se introduce un alto voltaje de CC a través de la geomembrana, creando una chispa donde la geomembrana contiene una brecha.
Métodos de geomembrana cubierta
El método dipolo (ASTM D7007) [6] se utiliza para geomembranas cubiertas con materiales de tierra o agua. Se aplica una fuente de alimentación de CC de alto voltaje al medio por encima de la geomembrana y se conecta a tierra al suelo debajo de la geomembrana. Las medidas del potencial de voltaje se toman usando una sonda dipolo en un patrón de cuadrícula en toda la superficie del área de estudio. Las ubicaciones de los orificios se pueden identificar mediante un patrón de onda sinusoidal característico en el campo de voltaje a través de la ubicación de una fuga. La recopilación de datos y el mapeo de voltaje se utilizan a menudo con este método para proporcionar documentación de garantía de calidad y supervisión adicional de la encuesta. La sensibilidad del método de levantamiento dipolar depende en gran medida de las condiciones del sitio, como el contenido de humedad, la profundidad y la mineralogía del material de cobertura de las geomembranas cubiertas de suelo y la conductividad eléctrica de las geomembranas cubiertas de solución. La sensibilidad mínima esperada para las geomembranas cubiertas de suelo es de 6,4 mm de diámetro para hasta 600 mm de profundidad de material terrestre. La sensibilidad mínima esperada para las geomembranas cubiertas de agua es de 1,4 mm de diámetro.
Referencias
- ^ ASTM D6747 (2004). Guía estándar para la selección de técnicas para la detección eléctrica de posibles vías de fuga en geoembranas
- ^ Beck, A., Kramer, E. y Smith, M. "Especificaciones para el contenido de humedad de GCL para realizar encuestas de ubicación de fugas eléctricas", Actas de la 4ª Conferencia Europea de Geosintéticos, Edimburgo, Escocia, septiembre de 2008
- ^ ASTM D7002 (2012). Práctica estándar para la ubicación de fugas en geomembranas expuestas utilizando el sistema de charco de agua
- ^ ASTM D7703 (2011). Práctica estándar para la ubicación de fugas eléctricas en geomembranas expuestas utilizando el sistema de lanza de agua
- ^ ASTM D7240 (2011). "Práctica estándar para la localización de fugas utilizando geomembranas con una capa aislante en contacto íntimo con una capa conductora mediante la técnica de capacitancia eléctrica"
- ^ ASTM D7007 (2009). Prácticas estándar para métodos eléctricos para localizar fugas en geomembranas cubiertas con agua o materiales terrestres