Geofoam

Bloques apilados de geofoam en un sitio en construcción

Geofoam es poliestireno expandido (EPS) o poliestireno extruido (XPS) fabricado en grandes bloques livianos. Los bloques varían en tamaño, pero a menudo miden 2 m × 0,75 m × 0,75 m (6,6 pies × 2,5 pies × 2,5 pies). La función principal de la geofoam es proporcionar un relleno de vacío liviano debajo de una carretera, un acceso a un puente, un terraplén o un estacionamiento. EPS Geofoam minimiza el asentamiento en servicios públicos subterráneos. Geofoam también se usa en aplicaciones mucho más amplias, que incluyen relleno liviano , relleno de techo verde , inclusiones comprimibles, aislamiento térmico y (cuando se forma apropiadamente) drenaje . ^{[ cita requerida ]}

Geofoam comparte principios con los geocombustibles (anteriormente llamados estructuras celulares ultraligeras) que se ha definido como "cualquier material fabricado creado por un proceso de extrusión que da como resultado un producto final que consta de numerosos tubos de extremos abiertos que están pegados, adheridos, fusionados o agrupados de otra manera juntos." ^[1] La geometría de la sección transversal de un tubo individual típicamente tiene una forma geométrica simple (círculo, elipse, hexágono, octágono, etc.) y es del orden de 25 mm (0,98 pulgadas) de ancho. La sección transversal general del conjunto de tubos agrupados se asemeja a un panal que le da su nombre. Actualmente, solo se han utilizado polímeros rígidos ( polipropileno y PVC ) como material geocomb.

Historia

El primer uso de EPS Geofoam fue en Oslo , Noruega en 1972. Se utilizó Geofoam en los terraplenes alrededor del Puente Flom en un esfuerzo por reducir los asentamientos . Antes de instalar geofoam, esta área experimentaba entre 20 y 30 centímetros de asentamiento anualmente, lo que causaba daños extremos en las carreteras. ^[2]

Debido al éxito del proyecto de geofoam de Oslo, la primera Conferencia Internacional de Geofoam se llevó a cabo en Oslo, Noruega en 1985 para que los ingenieros intercambiaran conocimientos, resultados de investigación, compartieran nuevas aplicaciones y discutieran historias de casos. Desde entonces, se llevaron a cabo dos conferencias más en Tokio , Japón y Salt Lake City , Estados Unidos, en 1996 y 2001, respectivamente. La conferencia más reciente se celebró en junio de 2011 en Lillestrom, Noruega. ^[3]

Entre 1985 y 1987, Japón utilizó más de 1.300.000 m ³ (46.000.000 pies cúbicos) de geofoam en 2.000 proyectos. Las pruebas y el uso de geofoam en estos proyectos demostraron las ventajas potenciales de geofoam como relleno liviano. Por ejemplo, Geofoam se colocó debajo de las pistas de los aeropuertos japoneses, lo que demuestra que el material puede soportar una presión pesada y repetida. ^[2]

Geofoam se utilizó por primera vez en los Estados Unidos en 1989 en la autopista 160 entre Durango y Mancos , Colorado. Un aumento de las precipitaciones provocó un deslizamiento de tierra que destruyó parte de la carretera. Se utilizó Geofoam para crear la estabilización de la pendiente lateral de la carretera para evitar problemas similares. El uso de geofoam versus la restauración convencional resultó en una reducción del 84% del costo total del proyecto. ^[4]

El proyecto de geofoam más grande de los Estados Unidos se llevó a cabo entre 1997 y 2001 en la Interestatal 15 en Salt Lake City, Utah. ^[5] Se eligió Geofoam para minimizar la cantidad de servicios públicos que necesitarían ser reubicados o remodelados para el proyecto. Se utilizó un total de 3,530,000 pies cúbicos (100,000 m ³ ) de geofoam y se ahorraron aproximadamente $ 450,000 al eliminar la necesidad de reubicar los postes de servicios públicos . ^[6] Geofoam también se utilizó en terraplenes y estribos de puentes para la estabilidad de la base. ^[4]Posteriormente, debido al éxito del uso de geofoam para el Proyecto de Reconstrucción de la I-15, la Autoridad de Tránsito de Utah ha utilizado terraplén de geofoam para su tren ligero (es decir, TRAX) y líneas de trenes de cercanías (es decir, FrontRunner). ^[7]

De 2009 a 2012, una empresa de fabricación de polímeros expandidos con sede en Vaudreuil suministró más de 625.000 m ³ (22.100.000 pies cúbicos) de geofoam para un nuevo segmento de la autopista 30 en la provincia de Quebec , en el área de Montreal , lo que lo convierte en el proyecto de geofoam más grande en América del Norte hasta la fecha.

Desde 2016, Geofoam se utiliza ampliamente en la construcción de la nueva autopista elevada 15 y el intercambio de Turcot en Montreal.

Aplicaciones

Se puede encontrar un breve resumen de las aplicaciones en: ^[8]

Estabilización de taludes

Deslizamiento de tierra

Artículo principal: estabilidad de taludes

La estabilización de taludes es el uso de geofoam para reducir la masa y la fuerza gravitacional en un área que puede estar sujeta a fallas, como un deslizamiento de tierra . Geofoam es hasta 50 veces más liviano que otros rellenos tradicionales con resistencias a la compresión similares. Esto permite que la geofoam maximice el derecho de paso disponible en un terraplén. El peso liviano y la facilidad de instalación de Geofoam reducen el tiempo de construcción y los costos de mano de obra.

Geofoam se utiliza como movimiento de tierras liviano para construir un puente sobre un suelo débil cerca de Montreal

Terraplenes

Artículo principal: Terraplén (transporte)

Los terraplenes que utilizan geofoam permiten una gran reducción de las pendientes laterales necesarias en comparación con los rellenos típicos. Reducir la pendiente lateral del terraplén puede aumentar el espacio utilizable en ambos lados. Estos terraplenes también pueden construirse sobre suelos afectados por asentamientos diferenciales sin verse afectados. Los costos de mantenimiento asociados con los terraplenes de geofoam son significativamente más bajos en comparación con los terraplenes que utilizan suelo natural.

Excavación reducida

Geofoam se utiliza como relleno de núcleos dentro de un puente para automóviles cerca de Montreal

Algunos suelos débiles y blandos no pueden soportar el peso de la estructura deseada; un puente de paso elevado en la imagen cercana. Si se construyera con un relleno de terracería tradicional, habría sido demasiado pesado y habría deformado el suelo débil debajo y habría dañado el puente. Para reducir costos al no excavar en el lecho de roca, se utiliza Geofoam para el relleno interior del puente.

Estructuras de contención

Geofoam utilizado en muro de contención

Artículo principal: muro de contención

El uso de geofoam para retener estructuras proporciona una reducción de la presión lateral, además de prevenir el asentamiento y mejorar la impermeabilización. El peso ligero de Geofoam reducirá la fuerza lateral en un muro de contención o pilar . Es importante instalar un sistema de drenaje debajo de la geofoam para evitar problemas con la presión hidrostática acumulada o la flotabilidad .

Protección de servicios públicos

La protección de servicios públicos es posible mediante el uso de geofoam para reducir las tensiones verticales en las tuberías y otros servicios públicos sensibles. Reducir el peso en la parte superior de un servicio público mediante el uso de geofoam en lugar de un suelo típico evita que los servicios públicos tengan problemas potenciales, como colapsos.

Aislamiento de pavimento

El aislamiento del pavimento es el uso de geofoam debajo del pavimento donde el espesor del pavimento puede ser controlado por las condiciones de las heladas . El uso de geofoam como elemento de aislamiento de subrasante disminuirá este espesor diferencial. Geofoam tiene un 98% de aire en volumen, lo que lo convierte en un aislante térmico eficaz. La instalación adecuada de la geofoam es especialmente importante ya que los espacios entre los bloques de geofoam funcionarán contra los efectos aislantes de la geofoam.

Ventajas

Las ventajas de usar geofoam incluyen:

• Baja densidad / alta resistencia : Geofoam es del 1% al 2% de la densidad del suelo con la misma resistencia. ^[2]
• Comportamiento predecible: Geofoam permite a los ingenieros ser mucho más específicos en los criterios de diseño. Esto es muy diferente a otros rellenos ligeros, como la tierra, que pueden tener una composición muy variable.
• Inerte: El geofoam no se descompondrá, por lo que no se extenderá a los suelos circundantes. Esto significa que la geofoam no contaminará el suelo circundante. Geofoam también se puede desenterrar y reutilizar.
• Mano de obra limitada requerida para la construcción: Geofoam se puede instalar a mano con herramientas manuales simples. Esto elimina la inversión y el costo operativo de la maquinaria pesada.
• Disminuye el tiempo de construcción: Geofoam se instala rápidamente y se puede instalar durante cualquier tipo de clima, de día o de noche, lo que resulta en un tiempo de instalación más rápido.

Desventajas

Las desventajas de usar geofoam incluyen:

• Riesgos de incendio: la geofoam sin tratar es un riesgo de incendio.
• Vulnerable a los solventes de petróleo: si la geofoam entra en contacto con un solvente de petróleo , inmediatamente se convertirá en una sustancia tipo pegamento, lo que la hará incapaz de soportar ninguna carga.
• Flotabilidad: las fuerzas desarrolladas debido a la flotabilidad pueden resultar en una fuerza de elevación peligrosa. Los coches se aplastaron contra el techo después de que las aguas de la inundación levantaran poliestireno por debajo del suelo de un aparcamiento en Crayford el 9 de octubre de 2016 ^[9].
• Susceptible al daño por insectos: Geofoam puede tratarse para resistir la infestación de insectos. Cuando se utiliza geofoam para aislar edificios donde hay madera, el daño al geofoam puede limitarse mediante el uso de un tratamiento contra insectos. Por otro lado, en el relleno ligero tradicional para la construcción de carreteras no se ha documentado ninguna evidencia conocida de daños por insectos. ^[10]

Especificaciones

Geofoam

Propiedades físicas de EPS Geofoam
TIPO - ASTM D6817	EPS12	EPS15	EPS19	EPS22	EPS29
Densidad, min. kg / m 3	11,2	14,4	18,4	21,6	28,8
Resistencia a la compresión, min., KPa al 1%	15	25	40	50	75
Resistencia a la compresión mín., KPa al 5%	35	55	90	115	170
Resistencia a la compresión mín., KPa al 10%	40	70	110	135	200
Resistencia a la flexión, min., Kpa	69	172	207	276	345
Índice de oxígeno, min.,% En volumen	24,0	24,0	24,0	24,0	24,0

Propiedades físicas de XPS Geofoam
TIPO - ASTM D6817	XPS20	XPS21	XPS26	XPS29	XPS36	XPS48
Densidad, min. kg / m 3	19,2	20,8	25,6	28,8	35,2	48,0
Resistencia a la compresión, min., KPa al 1%	20	35	75	105	160	280
Resistencia a la compresión mín., KPa al 5%	85	110	185	235	335	535
Resistencia a la compresión mín., KPa al 10%	104	104	173	276	414	690
Resistencia a la flexión, min., Kpa	276	276	345	414	517	689
Índice de oxígeno, min.,% En volumen	24,0	24,0	24,0	24,0	24,0	24,0

^{[11] [12]}

Ver también

• Geosintéticos
• Ingeniería civil

Referencias

1. Hovath, JS (mayo de 1995). Proceedings International Geotechnical Symposium sobre espuma de poliestireno en aplicaciones subterráneas . Nueva York: Manhattan College.
2. Elragi, Ahmed Fouad. Propiedades de ingeniería seleccionadas y aplicaciones de EPS Geofoam - Introducción Softoria Group. 2006. Web. 18 de noviembre de 2010.
3. Administración de carreteras públicas de Noruega y Tekna. 4ª Conferencia Internacional sobre Bloques de Geofoam en Aplicaciones de Construcción. Archivado el 26 de julio de 2011 en la Wayback Machine Tekna. Administración de Carreteras Públicas de Noruega. Web. 18 de noviembre de 2010.
4. Centro de investigación de Geofoam Syracuse University Syracuse, 2000. Web. 18 de noviembre de 2010.
5. Bartlett, Steven; Lawton, Evert; Farnsworth, Clifton; Newman, Marie. "Diseño y evaluación de terraplenes de geofoam de poliestireno expandido para el proyecto de reconstrucción de la I-15, Salt Lake City, Utah".
6. Meier, Terry. Cargas más ligeras: Geofoam acorta los cronogramas de construcción al reducir el peso del relleno del terraplén y el tiempo de asentamiento HubDot. HubDot, 1 de abril de 2010. Web. 18 de noviembre de 2010.
7. Bartlett, Steven. "Uso de EPS Geofoam en sistemas de transporte" (PDF) . www.civil.utah.edu . Consorcio EPS Geofoam.
8. Stark, Timothy; Bartlett, Steven; Arellano, David. "Aplicaciones y datos técnicos de geofoam de poliestireno expandido (EPS)" (PDF) .
9. Worley, Will Worley (9 de octubre de 2016). "Inundaciones de Crayford: coches aplastados contra el techo después de que las inundaciones levanten el suelo de poliestireno del aparcamiento" . The Independent . Consultado el 11 de octubre de 2016 .
10. Lecciones aprendidas de fallas que involucran a la espuma en terraplenes de carreteras, Informe de investigación de Manhattan College No. CE / GE-99-1 por John S. Horvath, Ph.D., profesor de educación física de ingeniería civil 4.5 Caso T4: Daño de la espuma debido a la infestación de insectos
11. Especificación universal para rellenos de geofoam GeoTech Systems Corporation. GeoTech Systems Corporation, 1 de enero de 2005. Web. 18 de noviembre de 2010.
12. Block Geofoam - Cumplimiento de las especificaciones del proyecto ^{[ enlace muerto permanente ]} Espmolders.org. Asociación de Moldeadores de EPS. Web. 11 de noviembre de 2010.

Otras lecturas

• Horvath, John S. (1995). Geofoam Geosynthetic: una monografía (impresión) . Scarsdale, Nueva York: Horvath Engineering.
• Horvath, JS (1994). "Geofoam de poliestireno expandido (EPS): una introducción al comportamiento del material". Geotextiles y Geomembranas . 13 (4): 263–280. doi : 10.1016 / 0266-1144 (94) 90048-5 .
• Geofoam para transporte Achfoam.com. Tecnologías de espuma ACH. Web. 18 de noviembre de 2010
• Stark, Bartlett y Arellano, EPS Geofoam Applications and Technical Data EPS Industry Alliance

enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Geofoam .